超级电容器的概述

• 传统电容器的面积是 导体的平板面积 • 超级电容器的面积是 基于多孔碳材料 • 1.庞大的表面积 • 2.极小的电荷分离距 离
比表面积 大
电容量大 （超级电 容）
电荷分离 距离极小
功率密度 大以及充 放电速率 快
影响ECs的关键因素
• 高性能电极材料 比表面积大的多孔碳材 料 • MOFs材料（Graphite Oxide Composites）
超级电容器的概述
报告人：章开 2014年11月6日
双电层型 • 超级电容器的分类
赝电容型
双电层型电极材料主要为碳基材料，有活性炭、碳纤维和碳纳米管等
赝电容型电极材ຫໍສະໝຸດ Baidu主要为金属氧化物和导电聚合物等（能量密度高）
电容器的分类
• 超级电容器也称电化学电容器（ECs）或双 电层型电容器，主要依靠两电极材料之间 的电场来储存和转换能量。有着功率密度 高、充放电速率快、循环寿命长等优点(不 发生化学反应、可逆) • 赝电容型电容器:是指在电极-电解质界面的 双电层发生快速的法拉第电荷转移反应来 进行电荷存储的电容器
• 多孔的 MOFs具有纳米孔穴及连续孔道，孔壁由 有机分子链构成，加入碳源或者直接热解 MOFs 都可以作为超级电容器极碳材料。 • 纳米多孔碳材料是超级电容器极应用最多的电极 材料。而基于金属有机骨架化合物制备的纳米多 孔碳是近年发展一种新型材料。金属有机骨架化 合物具有高的比表面积、大孔容以及可调道结构， 最近被证实能作为碳前躯体或模板来制备多孔材 料。如MOF -5、Al -PCP、ZIF-8已经被应用来制 备多孔碳材料。这类具有方法简单、电化学性能 优异等特点来制备多孔碳材料。
定义：一类新型的金属-有机框架化合物（纳米多孔材料） 多孔材料：过渡金属离子与含氮、氧的有机配体通过配位键连接成的 一种具有无限结构的材料。 微孔材料，孔径小于2nm 介孔材料，孔径介于2-50nm
金属有机基碳材料
• MOFs具有丰富多样的结构、高的比表面积、大的孔容，使得MOFs 可以被作为一种碳前躯体来制备纳米多孔碳材料，它扩大了制备出新 颖结构和功能化的纳米多孔碳材料的类型。到目前为止，MOF-5、 Al-PCP和ZIF-8这几种MOFs化合物已被证明是一种能制备出在其他 吸附、传感、催化、电化学电容上具有优异性能的纳米多孔碳材料。 • 2000年美国歇根大学 Yaghi 和他的同事合成了一系列具有热稳定性 好、永久性孔结构等的MOF-n 材料。而MOF-n材料最具有代表性的 是MOF-5，具有类沸石结构，它的比表面积超过了沸石、传统的分子 筛、活性炭、碳纳米管，成为了金属有机骨架化合物(MOFs)发展史 上的一个重要的里程碑。 • 金属有机骨架化合物MOF-5是由锌化合物与对苯二甲酸络合成的具有 立方体结构的多孔材料。
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