一步活化法竹基厚碳电极的制备及其电容性能OA北大核心CSTPCD

超级电容器作为高功率密度储能设备,一直以来备受关注。本研究使用竹材为原材料,通过一步KOH活化法,借助竹的自然结构,调整活化温度,从而优化孔隙结构以增强电解质离子的传输性能,成功制备出竹基厚碳电极。研究结果表明,随着活化温度的升高,电极的比电容逐渐增加,同时电导率也有所提高,说明更高的活化温度有助于去除杂质和增加孔隙结构的形成,从而提高了电极的比表面积和电子传导性能。当炭化温度为1000℃时,对称超级电容器器件在1 mA/cm^(2)电流密度下,呈现出4.86 mWh/cm^(3)的能量密度和2.57 mW/cm^(3)的功率密度。即使电流密度增至20 mA/cm^(2),对称超级电容器HBC 1000//HBC 1000仍保持3.13 mWh/cm^(3)的能量密度。此外,在20 mA/cm^(2)电流密度下,经过50000次充放电循环测试,HBC 1000//HBC 1000的比电容仍能够维持在初始比电容的77%。本研究旨在为生物质自支撑材料在超级电容器领域的应用提供科学依据和技术支持,以满足不断增长的能源需求和环保要求,并推动超级电容器技术的发展。