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双电层电容器由于具有高容量、大功率密度、快速充放电以及超长的使用寿命等优点,而备受关注。不同的电极原料及工艺对双电层电容器性能都有影响。本文从电极原料出发,探讨了电极材料、导电剂种类及添加量与电解液适配关系对双电层电容器电化学性能的影响。主要研究结果如下:(1)考察了导电剂种类及添加量对电容器性能的影响。分别使用导电炭黑(Super C)、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNT)为导电剂,优化导电剂添加量,比较研究了对电容器电化学性能的影响。结果表明,Super C最优添加量为8 wt.%,电容器在1A/g下比电容为31.5 F/g,3000次循环后容量保持率为82.9%;VGCF最优添加量为5 wt.%,电容器在1 A/g下比电容为32.1 F/g,3000次循环后容量保持率为80.3%;CNT最优添加量为3 wt.%,电容器在1A/g下比电容为32.9 F/g,3000次充放电后容量的保持率为84.2%。三种导电剂以CNT相对最优,源于其优异的导电性,得到的电容器具有优异的循环性能及较高的比电容。(2)考察了电极材料与电解液适配关系对双电层电容器性能的影响。在四氟硼酸四乙基铵的碳酸丙烯酯溶液(Et4NBF4/PC)体系中,分别用4种不同型号活性炭(SAC-5、SAC-8为粒径为5微米和8微米中试制备活性炭;YP-50、MSP-20分别为购买的可乐丽和关西热化学商品化活性炭)作电极材料考察不同活性炭电极与电解液的适配性。结果表明,活性炭的微孔比表面积越大,电容器电化学性能越好,1 A/g下比电容最高为33.5 F/g,3000次循环后容量保持率为85.1%。基于正负极电极材料和电解液的适配性,以两种不同活性炭分别作为双电层电容器正负电极,考察不同活性炭电极和电解液正负离子的适配性。结果表明,越大的微孔比表面积活性炭作电极片电极时,电容器电化学性能提升越大。利用电解液和电极材料的适配性,提高电容器的比容量,电极材料活性炭的混合物,研究表明,随着具有较大微孔比表面积的活性炭含量的增加,电极材料有效比表面积得到优化,电容器电化学性能得到改善。(3)考察电解液组成对超级电容器电化学性能的影响。分别以1mol/L的四氟硼酸四乙基铵的乙腈溶液(Et4NBF4/AN)、四氟硼酸四乙基铵的碳酸丙烯酯溶液(Et4NBF4/PC)以及双环丁胺四氟硼酸盐的碳酸丙烯酯溶液(SBPBF4/PC)为电解液。结果表明,由于1 mol/L的Et4NBF4/AN在25℃具有粘度低、电导率高的优点,以其为电解液的超级电容器倍率性能最好(20 A/g下容量保持率为75.4%)、循环性能优异(3000次循环后容量保持率为90.2%)且比电容最高(在1 A/g下为37.6 F/g)。