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1、毕业设计（论文）题 目： 超级电容器电极材料的研究进展 学 院： 金属材料工程专业名称： 金属防腐工程班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二O一三 年 六 月 学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有
2、关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期：超级电容器电极材料的研究进展学生姓名： 班级：090126指导老师：摘要：超级电容器是一种介于常规电容器与化学电池之间的一种新型储能元件,它具有很高的放电功率、法拉级别的超大电容量、较高的能量、较宽的工作温度范围、极长的使用寿命、免维护、经济环保等优点。其中电极材料的性质和电解液的类型是影响超级电容器性能的关键因素。如何提高电容器的电容值和能量密度是人们研究的重点。本论文
3、分别合成了具有不同空间结构的中孔炭材料和空心炭球，并将其应用于电极材料，期望从不同角度理解电极材料的微结构与超级电容器的电化学行为之间的关系；在此基础上进一步将中孔炭与二氧化锰掺杂构造锰炭复合电极材料，以期通过赝电容效应提高超级电容器的比电容值。为探讨不同形貌炭材料对超级电容器电极材料的影响，论文以二羟基苯甲酸和甲醛为原料，在醇溶剂中通过自组装法一步合成聚合物球，并在惰性气氛一F炭化得到颗粒尺寸不同，高比表面积的微纳米级炭球。将聚合物球与Fe“溶液进行离子交换，在惰性气氛下炭化可得到具有石墨化结构的炭球。经电化学测试发现炭球具有的微孔率越高，比表面积越大，材料的电化学性能越好。并且本论文还介绍
4、了超级电容器的发展状况、原理、应用及特点,归纳了超级电容器电极材料的研究进展.关键词： 超级电容器；发展原理；应用综述指导老师签名： The research progress of super capacitor electrode materialsStudent name: Class:090126Supervisor:Abstract: Super capacitor is a cross between conventional capacitors and chemistry a new energy storage components between batteries, it
5、 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 performan
6、ces 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
7、 understand from different angles of super capacitor electrode material microstructure and the electrochemical behavior of the relationship between; On the basis of the further in the holeKeyword：The super capacitor Development of the principle Application reviewSignature of Supervisor: 目 录引言 （绪论）5第
8、一章 超级电容器概述6 1.1 超级电容器的定义及特点61.2 超级电容器的发展71.3 超级电容器的分类81.4 超级电容器的结构101.4.1 超级电容器的基本结构单元101.4.2 超级电容器的组装13 1.4.3 超级电容器的结构设计13第二章 超级电容器的工作原理142.1 双电层电容器的工作原理142.2 法拉第赝电容器的工作原理172.3 超级电容器的性能指标及研究方法172.3.1 主要性能指标172.3.2 主要研究方法17 2.4 超级电容器的应用192.4.1 电子行业202.4.2 电动汽车与混合动力汽车212.4.3 太阳能与风力发电212.4.4 军事领域22 2.
9、4.5 工业领域22第三章 超级电容器电极材料233.1 碳材料24 3.1.1 碳材料的特点24 3.1.2 碳材料的制备方法25 3.1.3 碳材料微观结构对电容性能的影响263.2金属氧化物材料28 3.2.1 氧化钌28 3.2.2 氧化锰30 3.2.3 氧化钴32 3.2.4 氧化镍323.3导电聚合物材料33 3.3.1 聚苯胺类33 3.3.2 聚吡咯类35 3.3.3 聚噻吩类363.4复合电极材料37 3.4.1 碳金属氧化物复合电极材料37 3.4.2 金属氧化物金属氧化物复合材料39 3.4.3 碳导电聚合物复合材料41 3.4.4 金属氧化物导电聚合物复合材料42第四
10、章 总结44 参考文献46 致谢词51引言（绪论）： 伴随着人口的急剧增长和社会经济的快速发展，资源和能源同渐枯竭，生态环境同益恶化，为满足消费者的使用需求和环保要求，人们对动力电源系统提出了以下要求：性能优良、寿命长、价格低廉、应用范围广泛等。此外，随着人类科学技术的不断进步，对地球环境的保护也受到公众的同益关注，因此，人类社会正在抓紧对新能源的开发，储能设备的新应用领域也在不断扩大。 近几年出现的电化学电容器(Electrochemical capacitors)也称超级电容器(Supercapacitors)，它兼有物理电容器和电池的特性，能提供比物理电容器更高的能量密度，比电池具有更高
11、的功率密度和更长的循环寿命，并且这种电容器己在工业领域实现产业化和实际应用。如在考虑到环保需要而设计开发的电动汽车和复合电动汽车的动力系统中，若单独使用电池将无法满足动力系统的要求，然而将高功率密度电化学电容器与高能量密度电池并联组成的混合电源系统既满足了高功率密度的需要，又满足了高能量回收的需要。高能量密度、高功率密度的电化学电容器正在成为人们研究的热点。 目前用于超级电容器的电极材料主要有：炭材料，过渡金属氧化物和导电聚合物。炭材料因其具有高比表面积、高的热稳定性、可控的孔径分布、耐腐蚀、价廉易得等特点被广泛的用作超级电容器的电极材料。而氧化锰因其价廉低毒，能够提供高的赝电容值以及对环境友好等特点，近年来也受到广大科学工作者的青睐。 经过大量的研究发现，影响超级电容器电化学性能的主要因素为：电极材料和电解液。其中电极材料的比表面积、孔径分布、表面官能团以及微孔和中孔的比例是影响材料电化学性能的主要因素。国内外科研人员已经在这方面做了很多研究，他们认为电容值与电极材料的比表面积
