实验11　活性炭电极的制备与电容性能表征

一、实验目的

① 掌握超级电容器的基本原理及特点。

② 掌握电极片的制备及电容器的组装。

③ 掌握电容器的测试方法及充放电过程特点。

二、实验原理

详见实验7的实验原理部分。

三、实验设备与材料

① 设备：电子天平、真空干燥箱、CHI电化学工作站。

② 试剂：活性炭、导电炭黑、聚四氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶液、泡沫镍、氢氧化钾。

四、实验步骤与方法

1.测试电极的制备

按质量比80∶10∶10的比例准确称取活性炭、导电炭黑和聚四氟乙烯，滴加N—甲基吡咯烷酮溶液，混合后研磨，将充分研磨的电极材料均匀地涂抹在泡沫镍上，在120℃下烘干10h。

采用三电极体系测试电极片电化学性能，集电极：泡沫镍材料；电解液：6mol/L氢氧化钾溶液；参比电极：饱和甘汞电极（上海辰华，CHI）；对电极∶铂丝电极（上海辰华，CHI）。

2.电化学性能测试

（1）循环伏安测试

本论文中循环伏安测试使用电化学工作站。样品电极作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，大面积铂电极作为辅助电极组成三电极体系，在不同扫描速率下，超级电容具有不同的J-V曲线，扫描速率为2mV/s，电势窗口-1.2～0V。

（2）恒流充放电测试

所制备的超级电容电极在6mol/L的氢氧化钾电解液中，不同充放电电流（0.3A/g、0.5A/g、1A/g）下的恒流充放电曲线，本实验将在0.3A/g下进行恒流充放电测试，电势窗口-1.2～0V。

五、数据记录与处理

① 用Origin软件画出不同扫描速度（2mV/s、5mV/s、10mV/s）下的循环伏安曲线J-V。

② 用Origin软件画出活性炭电极在不同放电电流下的恒流充放电曲线图，并完成表11.1。

六、思考题

① 超级电容器与传统电容器的区别是什么？

② 影响超级电容器性能的因素有哪些？

参　考　文　献

[1]　左晓希，李伟善.超级电容器用活性炭电极的制备及电化学性能研究[J].华南师范大学学报（自然科学版），2005，1：77-81.

[2]　李晶，黄可龙，刘业翔.超级电容器用活性炭的制备与电化学表征[J].材料科学与工艺，2009，17（1）：1-4.

[3]　王先友，黄庆华，李俊，戴春岭.（NiO+CoO）/活性炭超级电容器电极材料的制备及其性能[J].中南大学学报（自然科学版），2008，39（1）：122-127.