碳材料在超級電容器中的應用（簡體書）

《碳材料在超級電容器中的應用》主要介紹超級電容器電極用碳材料，內容包括超級電容器的基本知識。以及超級電容器用各種碳材料，如活性炭、活性碳纖維、碳氣凝膠、碳納米管、介孔碳、石墨、石墨烯、碳化物骨架碳和納米門炭。每一種碳材料各立一章，首先介紹該種碳材料的結構、性能和製備方法等基礎知識，而後重點介紹該類材料在超級電容器中的應用研究進展情況。各章節之間力求既相對獨立，又相互聯繫，在內容上是一個整體。
《碳材料在超級電容器中的應用》適合材料、化學、新能源等領域的科技人員，以及高等院校材料、化學等相關專業的師生閱讀。

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第1章超級電容器概述
1．1超級電容器的定義及特點
1．2超級電容器的發展
1．3超級電容器的分類
1．4超級電容器的結構
1．4．1超級電容器的基本結構單元
1．4．2超級電容器的組裝
1．4．3超級電容器的結構設計
1．5超級電容器的工作原理
1．5．1雙電層電容器的工作原理
1．5．2法拉第贗電容器的工作原理
1．6超級電容器的性能指標及研究方法
1．6．1主要性能指標
1．6．2主要研究方法
1．7超級電容器的應用
1．7．1電子行業
1．7．2電動汽車與混合動力汽車
1．7．3太陽能與風力發電
1．7．4軍事領域
1．7．5工業領域
1．8超級電容器的產業化現狀及市場前景
1．8．1國外研究進展
1．8．2國內研究進展
1．8．3超級電容器的市場需求
1．9本章小結
參考文獻

第2章超級電容器電極材料
2．1碳材料
2．1．1碳材料的特點
2．1．2碳材料的製備方法
2．1．3碳材料微觀結構對電容性能的影響
2．2金屬氧化物材料
2．2．1氧化釕
2．2．2氧化錳
2．2．3氧化鈷
2．2．4氧化鎳
2．3導電聚合物材料
2．3．1聚苯胺類
2．3．2聚吡咯類
2．3．3聚噻吩類
2．4複合電極材料
2．4．1碳／金屬氧化物複合電極材料
2．4．2金屬氧化物／金屬氧化物複合材料
2．4．3碳／導電聚合物複合材料
2．4．4金屬氧化物／導電聚合物複合材料
2．5本章小結
參考文獻

第3章活性炭
3．1活性炭概述
3．1．1活性炭的特點
3．1．2活性炭的結構
3．1．3活性炭的製備原料
3．1．4活性炭的活化方法
3．1．5活性炭的應用
3．2活性炭在超級電容器中的應用
3．2．1椰殼基活性炭
3．2．2果殼基活性炭
3．2．3澱粉活性炭
3．2．4秸稈基活性炭材料
3．2．5竹炭基活性炭
3．2．6木炭基活性炭
3．2．7煤基活性炭
3．2．8石油基活性炭
3．2．9瀝青基活性炭
3．2．10樹脂基活性炭
3．3活性炭微球在超級電容器中的應用
3．3．1活性炭微球概述
3．3．2活性炭微球在超級電容器中的應用研究進展
3．4活性炭複合材料在超級電容器中的應用
3．4．1金屬氧化物／活性炭複合材料
3．4．2導電聚合物／活性炭複合材料
3．4．3碳材料／活性炭基複合電極
3．5影響活性炭電容性能的因素
3．5．1孔結構特徵
3．5．2表面官能團
3．5．3電極製造原料
3．5．4活性炭處理對電容性能的影響
3．6本章小結
參考文獻

第4章活性碳纖維
4．1活性碳纖維概述
4．1．1活性碳纖維的特點
4．1．2活性碳纖維的分類
4．1．3活性碳纖維的國內外研究現狀
4．1．4活性碳纖維的製備
4．1．5活性碳纖維的組成與結構
4．1．6活性碳纖維的性能
4．1．7活性碳纖維的功能化方法
4．2活性碳纖維在超級電容器中的應用
4．2．1不同原料基活性碳纖維的超級電容器性能
4．2．2不同種類活性碳纖維的超級電容器性能
4．3本章小結
參考文獻

第5章碳氣凝膠
5．1碳氣凝膠概述
5．1．1碳氣凝膠的結構
5．1．2碳氣凝膠的性能
5．1．3碳氣凝膠的製備工藝
5．1．4影響碳氣凝膠結構特性的因素
5．1．5碳氣凝膠的應用
5．2碳氣凝膠在超級電容器中的應用
5．2．1不同因素對碳氣凝膠電容性能的影響
5．2．2碳氣凝膠複合材料在超級電容器中的應用
5．2．3球形碳氣凝膠在超級電容器中的應用
5．3本章小結
參考文獻

第6章碳納米管
6．1碳納米管概述
6．1．1碳納米管的結構
6．1．2碳納米管的性能
6．1．3碳納米管的製備方法
6．1．4碳納米管的純化方法
6．1．5碳納米管的化學修飾
6．1．6碳納米管的應用
6．2碳納米管在超級電容器中的應用
6．2．1單壁碳納米管
6．2．2多壁碳納米管
6．2．3有序碳納米管陣列
6．2．4導電基體上直接生長碳納米管
6．3碳納米管複合材料在超級電容器中的應用
6．3．1金屬氧化物／碳納米管複合材料
6．3．2導電聚合物／碳納米管複合材料
6．3．3碳納米管與導電聚合物和過渡金屬氧化物的三元複合
6．4不同因素對碳納米管電容性能的影響
6．4．1孔結構特徵
6．4．2改性處理方式
6．5碳納米管纖維在超級電容器中的應用
6．6本章小結
參考文獻

第7章介孔碳
7．1介孔碳概述
7．1．1介孔碳的合成方法
7．1．2介孔碳的功能化
7．1．3介孔碳材料的形貌控制
7．2介孔碳在超級電容器中的應用
7．2．1純有序介孑L碳材料
7．2．2有序介孔碳與金屬氧化物的複合材料
7．2．3有序介孔碳與導電聚合物的複合材料
7．2．4含雜原子的有序介孔碳材料
7．2．5含多級孔道結構的有序介孔碳材料
7．3本章小結
參考文獻

第8章石墨
8．1石墨概述
8．1．1石墨的結構
8．1．2石墨的性能與應用
8．2石墨在超級電容器中的應用
8．2．1單純石墨材料
8．2．2改性石墨電極
8．2．3石墨基複合電極
8．2．4膨脹石墨
8．2．5氧化石墨
8．3本章小結
參考文獻

第9章石墨烯
9．1石墨烯概述
9．1．1石墨烯的結構
9．1．2石墨烯的性能
9．1．3石墨烯的製備方法
9．1．4石墨烯的功能化
9．1．5石墨烯的應用
9．2石墨烯在超級電容器中的應用
9．2．1單純石墨烯材料
9．2．2化學改性石墨烯
9．2．3石墨烯複合材料
9．3本章小結
參考文獻

第10章碳化物骨架碳
10．1碳化物骨架碳概述
10．1．1碳化物骨架碳的結構
10．1．2碳化物骨架碳的性質
10．1．3碳化物骨架碳的製備方法
10．1．4碳化物骨架碳的應用
10．2碳化物骨架碳在超級電容器中的應用
10．2．1Tic前驅體
10．2．2Sic前驅體
10．2．3CaC2前驅體
10．2．4Mo2C前驅體
10．2．5BC前驅體
10．3本章小結
參考文獻

第11章納米門炭
11．1納米門炭概述
11．1．1納米門炭的結構與性能
11．1．2納米門炭的電活化
11．1．3納米門炭的電化學性能
11．1．4納米門炭的儲能機理
11．2納米門炭在超級電容器中的應用
11．3本章小結
參考文獻

3.2.10樹脂基活性炭
1.酚醛樹脂
任軍以酚醛樹脂為原料、采用水蒸氣活化制備高比表面積活性炭材料。所制備的炭電極材料在無機和有機電解液中的比電容分別為162 F／g和107 F／g，2A／g電流密度下其比電容還分別保持78.4％和53.3％，具有良好的大電流倍率性能。
韓鵬獻采用水蒸氣在900℃活化熱固性酚醛樹脂制備出高比表面積雙電層電容器用活性炭，其比表面積和中孔率分別達1819m2／g和12.6％，比電容由50mA／g時的106.5 F／g衰減到1000 mA／g時的99.7 F／g，僅衰減了6.4％，表現出了良好的電容特性和倍率特性。
張玉芹等人以熱固性酚醛樹脂為原料，采用CO2物理活化法制備雙電層電容器用高比表面積活性炭，考察其在30％KOH水溶液中的電容特性。結果表明，電流密度由50mA／g提高到500mA／g時，其放電比電容由183.36 F／g降低到
175.68 F／g，容量保持率達到96％，顯示出良好的電容特性。
沈丁等人以酚醛樹脂為原料、NaOH為活化劑，制備超級電容器用電極材料高比表面積活性炭（HSAAC）。在酚醛樹脂炭化后加入NaOH，炭化溫度為600℃、時間1h，活化溫度為900℃、時間1h，所制備HSAAC的比電容具有最大值，為146.53 F／g；而在固化前加入NaOH，制備HSAAC的比電容得到大幅度提高，為240.99 F／g，比電容接近其理論容量280 F／g，但收率低，僅為10％。
王仁清等人以硅溶膠為模板劑、酚醛樹脂為炭源，采用模板法制備了比表面積為1840 m2／g活性炭。活性炭電極在不同電流密度下充放電的比電容曲線如圖3—10所示。由圖可以看出，在7.5X10—3A／cm2的電流密度下，其比電容達到290F／g。
2.己二酸／酚醛樹脂共聚化炭
夏笑虹等人選用己二酸（DA）與熱固性酚醛樹脂（PF）作為共聚炭化體系，考察了酚醛樹脂和己二酸質量比對多孔炭材料孔結構和電化學性能的影響。通過紅外和熱重分析證實，已二酸與酚醛樹脂發生了化學反應，DA以鏈段或支鏈的形式存在于酚醛樹脂固化體系中，并在后續炭化過程中熱解逸出。PF與DA的質量比為3：1時，制得的多孔炭電極在30％KOH電解液中比電容為145 F／g，電流密度增大50倍，比電容保持率達到70％。