超级电容器是介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,具有高循环稳定、快速充放电、高功率密度等优点,正在电动汽车,航天航空,智能电网,太阳能能源系统等领域发挥越来越重要的作用。作为超级电容器的核心,电极材料的性能直接决定超级电容器的性能。本论文以木粉为碳源,制备超级电容器电极材料,研究不同制备条件对电极材料结构和性能的影响,并优化制备条件,从而得到性能良好的电极材料。具体研究内容如下:(1)以木粉为碳源,高温煅烧制备生物质炭,并进行除杂,研究不同制备条件对电极材料的电化学性能影响。结果显示,在700℃下,碳化处理3 h,并先后经过盐酸和氢氟酸除杂,得到的电极材料电化学性能最优,在3 M KOH电解液中,0.5 A/g电流密度下,其质量比电容为204 F/g,在相同条件下,相较于未经除杂的电极材料(质量比电容为73 F/g)提高了179%。(2)在上述实验的基础上,进一步研究KOH对生物质炭的活化作用。通过改变活化的时间和温度以及KOH含量等参数,发现当活化时间为3 h,活化温度为700℃,KOH和生物质炭质量比为3:1时,得到的产物电化学性能最优,在3 M KOH电解液中,0.5 A/g电流密度下,其质量比电容达到325 F/g。以此经过KOH活化的生物质炭为电极材料,以3M KOH为电解液,组装纽扣式超级电容器,在3 A/g电流密度下,经过10000次连续循环寿命测试后,比电容仍保持96.7%。(3)将木粉与KOH按不同比例混合,在不同时间和温度下进行高温煅烧,并先后经过盐酸和氢氟酸除杂,研究表明,当KOH与木粉的质量比为1:3,煅烧温度和时间分别为600℃和3 h时,得到的生物质炭电化学性能最佳。以此生物质炭为电极材料,组装纽扣式超级电容器,在3 A/g电流密度下,经过10000次连续循环寿命测试后,比电容仍保持98.5%。