【正文】 究 ” 通過專家驗收。如今，日本松下、 EPC0S、 NEC， 美國 Maxwell、 Powerstor、 Evans，法國 SAFT，澳大利亞 Cap xx，韓國 NESS 等公司在超級電容器方面的研究均非?；钴S [2,3]。國外超級電容器的發(fā)展情況如表 1 所示[1] 。 ⑥ .超級電容器用的材料是安全的和無毒的，而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池多具有毒性。因此，一般雙電層電容器容量很容易超過 1F，它的出現(xiàn)使普通電容器的容量范圍驟然躍升了 34個數(shù)量級，目前單體超級電容器的最大電容量可達 5000F。所以超級電容器電極材料的制各及優(yōu)化是一項很有意義的研究工作。 經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，影響超級電容器電化學性能的主要因素為：電極材料和電解液。高能量密度、高功率密度的電化學電容器正在成為人們研究的熱點。 On the basis of the further in the hole Keyword： The super capacitor Development of the principle Application review Signature of Supervisor : 目 錄 引言 （緒論） ????????????????????????? 5 第一章 超級電容器概述 ???????????????????? 6 超級電容器的定義及特點 ???????????????? ??? 6 超級電容器的發(fā)展 ?????????????????????? 7 超級電容器的分類 ?????????????????????? 8 超級電容器的結(jié)構(gòu) ?????????????????????? 10 超級電容器的基本結(jié)構(gòu)單元 ???????????????? 10 超級電容器的組裝 ???????????????????? 13 超級電容器的結(jié)構(gòu)設計 ?????????????????? 13 第二章 超級電容器的工作原理 ???????????????? 14 雙電層電容器的工作原理 ??????????????????? 14 法拉第贗電容器的工作原理 ?????????????????? 17 超級電容器的性能指標及研究方法 ??????????????? 17 主要性能指標 ?????????????????????? 17 主要研究方法 ?????????????????????? 17 超級電容器的應用 ?????????????????????? 19 電子行業(yè) ???????????????????????? 20 電動汽車與混合動力汽車 ????????????????? 21 太陽能與風力發(fā)電 ???????????????????? 21 軍事領域 ???????????????????????? 22 工業(yè) 領域 ???????????????????????? 22第三章 超級電容器電極材料 ?????????????????? 23 碳材料 ????????????? ?????????????? 24 碳材料的特點 ???????????????????? 24 碳材料的制備方法 ?????????????????? 25 碳材料微觀結(jié)構(gòu)對電容性能的影響 ??????????? 26 金屬氧化物材料 ??????????????????????? 28 氧化釕 ??????????????????????? 28 氧化錳 ??????????????????????? 30 氧化鈷 ??????????????????????? 32 氧化鎳 ??????????????????????? 32 導電聚合物材料 ??????????????????????? 33 聚苯胺類 ?????????????????????? 33 聚吡咯類 ?????????????????????? 35 聚噻吩類 ?????????????????????? 36 復合電極材料 ???????? ???????????????? 37 碳／金屬氧化物復合電極材料 ????????????? 37 金屬氧化物／金屬氧化物復合材料 ??????????? 39 碳／導電聚合物復合材料 ??????????????? 41 金屬氧化物／導電聚合物復合材料 ??????????? 42 第四章 總結(jié) ?????????????????????????? 44 參考文獻 ???????????????????????????? 46 致謝詞 ? ???????????????????????????? 51 引言（緒論）： 伴隨著人口的急劇增長和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源和能源同漸枯竭，生態(tài)環(huán)境同益惡化，為滿足消費者的使用需求和環(huán)保要求，人們對動力電源系統(tǒng)提出了以下要求：性能優(yōu)良、壽命長、價格低廉、應用范圍廣泛等。為探討不同形貌炭材料對超級電容器電極材料的影響，論文以二羥基苯甲酸和甲醛為原料，在醇溶劑中 通過自組裝法一步合成聚合物球，并在惰性氣氛一 F炭化得到顆粒尺寸不同，高比表面積的微納米級炭球。 作者簽名： 日期： 導師簽名： 日期： 超級電容器電極材料的研究進展 學生姓名： 班級： 090126 指導老師： 摘要： 超級電容器是一種介于常規(guī)電容器與化學電池之間的一種新型儲能元件 ,它具有很高的放電功率、法拉級別的超大電容量、較高的能量、較寬 的工作溫度范圍、極長的使用壽命、免維護、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點 。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本 論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他學位申請的論文或成果。本人授權(quán)南昌航空大學可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索 ，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本論文分別合成了具有不同空間結(jié)構(gòu)的中孔炭材料和空心炭球，并將其應用于電極材料，期望從不同角度理解電極材料的微結(jié)構(gòu)與超級電容器的電化學行為之間的關系；在此基礎上進一步將中孔炭與二氧化錳摻雜構(gòu)造錳炭復合電極材料，以期通過贗電容效應提高超級電容器的比電容值。 并且本論文還 介紹了超級電容器的發(fā)展狀況、原理、應用及特點 ,歸納了超級電容器電極材料的研究進展 . 關鍵詞 ： 超級電容器；發(fā)展原理；應用綜述 指導老師簽名： The research progress of super capacitor electrode materials Student name: Class:090126 Supervisor: Abstract: Super capacitor is a cross between conventional capacitors and chemistry a new energy storage ponents between batteries, it has the very high discharge power, farah level of large capacity, high energy, wide working temperature range, very long service life, maintenance free, economic and environmental advantages. One of the nature of the electrode materials and electrolyte type is a key factor influencing the performances of super capacitor. How to improve the capacitance of capacitor value and the energy density is a focus in the study of people. This paper synthesized respectively with different spatial structure of holes in the material and the hollow carbon ball, and applied to the electrode material, hope to understand from different angles of super capacitor electrode material microstructure and the electrochemical behavior of the relationship between。如在考慮到環(huán)保需要而設計開發(fā)的電動汽車和復合電動汽車的動力系統(tǒng)中，若單獨使用電池將無法滿足動力系統(tǒng)的要求，然而將高功率密度電化學電容器與高能量密度電池并聯(lián)組成的混合電源系統(tǒng)既滿足了高功率密度的需要，又滿足了高能量回收的需要。而氧化錳因其價廉低毒，能夠提供高的贗電容值以及對環(huán)境友好等特點，近年來也受到廣大科學工作者的青睞。然而對于孔深度、孔的空 I’日 J構(gòu)型以及摻炭量對電極材料電化學性能影響的報道并不是很多，因此對這些影響因素進行研究，并制備出～種具有高比表面積、可控的孔徑分布，且能表現(xiàn)出良好的電化學行為的電極材料已成為當今電容器發(fā)展的需求，并且可以為人們在選擇電極材料過程中提供一個很好的參考。 超級電容器是介于電容器和電池之間的儲能器件，它既具有電容器可以快速充放電的特點，又具有電池的儲能特性 : ① .電容量大，超級電容器采用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極與電解液接觸的 面積大大增加，根據(jù)電容量的計算公式，那么兩極板的表面積越大，則電容量越大。 ⑤ .可以在很寬的溫度范圍內(nèi)正常工作（ 40 70℃）而蓄電池很難在高溫特別是低溫環(huán)境下工作。 超級電容器的發(fā)展 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 : 在超級電容器的研制上，目 前主要傾向于液體電解質(zhì)雙電層電容器和復合電極材料 /導電聚合物電化學超級電容器。 20 世紀 90 年代 ,俄羅斯 Econd 公司和 ELIT 生產(chǎn)了 SC 牌電化學電容器，其標稱電壓為 12 450 V, 電容從 IF至幾百 F，適合于需要大功率啟動動力的場合。 在我國，北京有色金屬研究總院、錦州電力電容 器有限責任公司、北京科技大學、北京化工大學、北京 理工大學、北京金正平公司、解放軍防化院、哈爾濱巨 容公司、上海奧威公司等正在開展超級電容器的研究。但從整體來看，我國在超級電容器領域的研究與應用水平明顯落后于世界先進水平。③由于 ESR 的存在，超級電容器不可應用于高頻率充放電的電路中。1 功率密度/W ? kg1 FY 碳 H2SO4 — FE 碳 H2SO4 — Panasonic 碳 有機溶液 400 Evans 碳 H2SO4 — Maxwell Auburn 復合碳 /金屬 KOH 800 Maxwell Auburn 復合碳 /金屬 有機溶液 ’ 7 2 000 Iivemore National Laboratory 碳 (氣凝膠） KOH I Sandia National Laboratory 碳 (合成 ） 水溶液 I 000 超級電容器的類型比較多，按不同方式可以分為多種產(chǎn)品，以下作簡單介紹。 ，碳納米管具有極好的中孔性能和導電性，采用高比表面積的碳納米管材料，可以制得非常優(yōu)良的超級電容器電極。這一類型超級電容器具有非常高的能量密度，除 NiOx 型外，其它類型多處于研究階段，還沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 有機電解質(zhì) 通常采用 LiClO4為典型代表的鋰鹽、 TEABF4作為典型代表的季胺鹽等作為 電解質(zhì) ，有機溶劑如 PC、 ACN、 GBL、 THL等有機溶劑作為溶劑，電解質(zhì)在溶劑中接近飽和溶解度。由于制造商或特定的應用需求，這些材料可能略有不同。對于棱形或正方形封裝產(chǎn)品部件的擺放，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是基于對內(nèi) 部部件的設置，即內(nèi)部集電極是從每個電極的堆疊中擠出。其中外殼用于將超級電容器進行分裝。 電 極的設計原則：（ 1）電極穩(wěn)定性高；（ 2）電極與電解液、集電極的相容 性好；（ 3）內(nèi)阻小；（ 4）比表面積大；（ 5）加工工藝簡單；（ 6）原料來源廣泛、價格低廉；（ 7）有利于環(huán)保。 在制備電極過程中，為了增加 點擊的強度，提高其力