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氧化剂(NH_4)_2S_2O_8处理活性炭对储能性能的影响
作者:管理员    发布于:2016-10-29 10:31:06    文字:【】【】【

  氧化剂(NH4)2S208处理活性炭对储能性能的影响侯敏,刘力,王璐,梁海潮,邓正华(中国科学院成都有机化学研究所,成都,610041)素。因此采用了与常用的氧化剂(如HN03、KOH和H202)不同的强氧化剂(NH4)2S208,对活性炭材料进行不同方式的氧化改性,研究其对炭材料储能性能的影响,结果表明经氧化剂(NH4)2S208改性后的活性炭的比容量有较大提高,同时具有良好的循环稳定性。

  前言在过去的几年里,炭材料以其优良的导热和导电性能,良好的耐蚀性,热膨胀系数小和低成本等优点被广泛的应用于电化学领域中作为电极材料(如碳纤维、碳纳米管等),而具有较大比表面积的活性炭材料作为一种储能材料也在电化学电容器中得到了较多的关注。电化学电容器具有比功率高,循环寿命长,化学稳定性好和成本低等优点,但比容量较低,因此开发新型的电极材料是提高其比容量的重要途径比容量增加。

  1,30次循环后的循环性能见。

  由表1可知,高温烧结和氧化处理后的活性炭材料的充放电比容量比活性炭AC的高,而AS-3的充放电效率也有较大提高。由可见,氧化处理前后的活性炭材料都具有良好的循环稳定性;在循环过程中,HAC、AS-1和AS-2的放电比容量数值大致相同,而AS-3的放电比容量高。

  活性炭AC在也08中进行浸泡和高温水浴处理后,比容量得到了较大的提高,而且比容量的增加数值大致相同,这说明短时间的高温水浴是长时间浸泡方式的快速强化,它们都不是导致比容量提高的主要因素。而比容量的提高是因为在强氧化剂的氧化处理过程中,在活性炭表面形成了丰富的含氧官能团,它们可能使不与电解质起电化学反应的炭电极发生氧化还原反应,形成了有法拉第反应的准电容,从而使电极的双层电容量增加。

  未经氧化处理的活性炭AC和经过氧化处理后的AS-2,在400°C下高温烧结后,其比容量都在原来基础上得到了较大的提高,这是因为在室温条件下,固定在炭材料上的氧含量比较低,但是随着温度的上升其值增加,在400°C500°C达到大,而更高温度时则易形成气相氧化物(CO和C02),使表面氧化物的量降低;而且高温处理能对多孔材料活性炭起到有效的扩孔作用,使很多微孔的孔径扩大,电解液离子能够快速的在孔道中传递,从而增强对阴离子的静电相互作用,使电极的放电容量明显增加。

  表1不同活性炭电极的充放电比容量Table1Initialcharge/dischargespecific活性炭放电比容量充电比容量充放电效率循环次数不同氧化处理后的活性炭的循环性能3结论对活性炭采用400°C的高温烧结,能够使其放电比容量提高,同时保持良好的循环稳定性。

  在(NH2S208的氧化作用下,采用不同的氧化处理方式使得活性炭的比容量得到了很大的提高,同时具有良好的循环稳定性。

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