MPCVD法制备多孔碳膜用于高倍率电化学双电层电容

【作者】 冯晨辰； 吕嘉欣； 吴爱民； 黄昊；

【机构】 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室； 大连理工大学材料科学与工程学院； 大连理工大学常州研究院；

【摘要】 以C₂H₂为碳源气体,Ar为放电气体,泡沫镍为基底,利用微波等离子体辅助化学气相沉积（MPCVD）法在不同微波功率、气体流量比及沉积时间下制备了多孔碳电极材料,用于高倍率电化学双电层电容器。通过XRD、Raman、SEM和TEM等检测手段对多孔碳材料的表面形貌、微结构、成分进行表征,通过循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗测试了其电化学性能。结果表明:泡沫镍表面明显沉积了一层多孔碳膜,相互连接成3D大孔网络结构。所形成的碳膜是由sp³杂化碳和sp²杂化碳混合形成。电化学测试显示所制备的多孔碳在微波功率为1000 w,C₂H₂、Ar气体流量比为10:2,沉积时间为60 min条件下具有优异的电化学性能。在扫描速率为0.05 V/s时,比电容达95.83 F/g。电流密度为10.0 A/g时,比电容为165.5 F/g。1000次循环后,比电容保持率为100%,稳定性良好。可见,该法制备的多孔碳膜作为双电层电容器的电极材料具有高倍率性能,可用于大电流充放电。更多还原