K2FeO4石墨化生物质多孔炭的制备及其电容性能

陈妹琼， 郭文显*， 陈蒙蒙， 张 敏， 程发良*

(1. 东莞理工学院城市学院∥东莞市绿色能源重点实验室， 东莞 523419；2. 东莞理工学院生态环境与建筑工程学院∥广东省新型纳米材料工程技术研究中心， 东莞 523808)

超级电容器(Supercapacitors,SCs)，又称电化学电容器，是一种新型储能器件. 由于具有高功率密度、快速充放电能力、长寿命和安全性、功率大、循环寿命长等优点，SCs正在成为便携式电子产品、电动汽车和其他高功率应用的理想储能设备[1-4]. 作为超级电容器的关键部件，其电解质和电极材料主要决定了整体电化学性能. 基于生物质制备的石墨化多孔炭具有原料来源广、成本低、导电性好、稳定性好等特点，是理想的超级电容器电极材料[5-11]. 采用强酸、强碱等手段活化、提高材料的石墨化程度和构造多孔结构是提高材料电容性能的有效策略，因为多孔结构可以促进电解质的可及性，而良好的导电性使电极具有用于电子传输的低电阻通道.

GUO等[12]采用KOH活化法基于稻谷壳制备生物质多孔炭电极，结果表明双层电容很大程度上取决于孔结构和官能团. WANG等[13]以蘑菇为碳前驱物，采用不同浓度KOH溶液进行活化制备了多孔炭材料，在0.1 A/g电流密度下获得了158 F/g的比电容，当电流密度从0.1 A/g 增加到5 A/g时，电极的比电容保持率达93%，并且具有优异的循环性能(10 000次循环后保持率达92%).

近年来，许多工作致力于提高生物质炭材料的石墨化程度，如通过高温处理(大于2 500 ℃)或者使用氢氧化物或ZnCl2作为造孔剂、过渡金属……