氟表面功能化碳泡沫在超级电容器中的应用

摘要

超级电容器是一种靠极化电解液来储能的新型电化学装置，具有充电时间短、充电效率高、功率密度高和循环使用寿命长等特点，具有非常广泛的应用前景。目前应用于超级电容器的电极材料主要有金属氧化物，导电聚合物和碳材料等。碳材料性能稳定、价格便宜，是近年来工业化应用较多的电极材料。用于超级电容器的碳材料通常有活性炭、活性炭纤维、碳纳米管等。活性炭材料中存在大量的微孔不利于离子的快速迁移，这造成其孔隙利用率不高，因此，活性炭材料在电容器电极方面的应用受到一定限制。介孔碳材料是一种新型的碳材料，由于材料中存在比活性炭更大的孔道，在超级电容器中具有非常广阔的应用前景。通过选择硅纳米粒子、介孔硅如 MCM-48、SBA-15等以及表面活性剂如嵌段共聚物F127(EO70PO106EO70)和P123(EO20PO70EO20)等为模板，以含碳的有机物为前驱体，将碳源引入模板，经聚合、干燥、炭化、除去模板等程序可以得到介孔碳泡沫。该方法可通过选择不同结构的模板，在亚微米级和纳米级水平有效设计和裁剪碳泡沫的孔结构及其形状，从而制备出常规方法无法得到的具有独特孔隙结构的碳材料。