直接回收锰酸锂制备超级电容器MnS材料的研究

本文通过将锂离子电池正极废料锰酸锂转化为超级电容器材料MnS的方法来进行锰酸锂废料的再生利用。将正极废料溶解浸出后,调整废料浓度并加入硫源,水热得到MnS材料。X射线衍射、扫描电镜、透射电镜以及比表面分析仪测试的结果显示,水热法制备的MnS呈现良好的晶体结构,并具有较好的电容器特性。探究不同Mn2+浓度对最终产物性能影响发现：浸出液中Mn2+的浓度对最终产物的形貌、比表面积均有影响。其中当Mn2+浓度为0.5 M时,可以得到三维花状辐射结构。该辐射结构有利于提升电解液与材料之间的表面接触,从而促进材料电容性能。该种思路为锂离子电池正极材料的回收提供了新的思路,值得进一步的深入探究。     

凝胶聚合物电解质MnO2/AC电容器的研究

采用液相氧化法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混和液作增塑剂,高氯酸锂为支持电解质,采用内聚合法制备PAN基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明:混合电容器的工作电压为2.5 V,比容量为27.3 F/g(i=0.5 mA/cm2),比同电解质体系的AC/AC电容器提高约48.21%.     

碱性纳米MnO2/AC混合超级电容器

采用低热固相反应法制备出纳米MnO2活性材料.循环伏安测试结果表明,在6 mol.L-1KOH电解液中,MnO2电极在-0.3~0.6 V(vs.Hg/HgO)的电压范围内表现出较好的超电容特性.恒流充放电结果表明,以MnO2为正极、活性炭(AC)为负极组成的碱性MnO2/AC混合电容器在比电流为100 mA.g-1、充放电电压范围为0~1.5 V条件下的放电比电容可达66.2 F.g-1.同样条件下,MnO2与活性炭质量比为80∶20的复合正极与活性炭负极组成的(MnO2 AC)/AC混合电容器的比电容可达78.2 F.g-1.     

一种简易活化碳纸的方法及其在超级电容器上的应用

首次报道了一种普通碳纸的简易活化方法,活化后的碳纸作为超级电容器正极材料使用可以显著提高其电化学电容性能。该方法首次采用重铬酸钾洗液处理普通碳纸,改变了其表面拓扑结构。通过SEM观察,发现活化碳纸表面变得粗糙,比表面积明显增大;另一方面对活化碳纸进行接触角测试,接触角明显减小表明表面亲水性提高。比表面积增大和亲水性增加的协同作用使得活化碳纸构筑的超级电容器展示出优异的电容特性。该方法也有望拓展到超级电容器用其他碳基材料上。     

Ag2O超级电容器的研究

用固相合成法制备Ag2O作为超级电容器材料,通过循环伏安与恒流充放电等测试手段对Ag2O电极及与作为负极的活性炭电极组成的电容进行分析.结果表明,在7mol·L-1KOH电解液中,Ag2O电极在0.15～0.35V(相对于Hg/HgO)的电压范围内表现出了法拉第电容特性.在不同电流密度下,电极比容量达427.3～554.9F·g-1,Ag2O/活性炭单体电容器比电容为42.5～61.65F·g-1.同时还对正极中Ag2O的含量及导电剂对Ag2O/活性炭单体电容器性能的影响进行了研究.     

基于核壳花状电极的高性能可伸缩超级电容器与光电探测器的集成

将储能装置与太阳能电池集成一体化对发展具有稳定功率输出的可穿戴和柔性电子产品是一种挑战.分别以Co3O4@Ni-Co-S和FeSe2为正极和负极,研制了一种高性能柔性非对称全固态纤维状超级电容器.制备的Co3O4@Ni-Co-S电极由于具有3D核-壳微型菊花和微型雪花结构表现出优异的体积比电容(5.0 F·cm-3,0...     

热注入法制备Ni3S4纳米棒及其电化学性能

针对采用涂敷法制备电极材料时,运行一段时间后会出现电极的比容量性能下降较快的问题,利用热注入的方法,合成电化学性能优异、尺寸约为100 nm的Ni3 S4纳米棒.研究表明:制备小尺寸的纳米材料作为超级电容器的电极材料,有利于反应过程中电解液的快速渗透,能够进一步提高其电化学性能;制备的Ni3 S4纳米棒正极材料可以在0...     

浅谈电化学电容器

电化学电容器是一种不同于传统电容器和电池的新型储能装置.电化学电容器的超大容量来源于电极的双电层电容或者氧化还原反应导致的"赝电容".本文综述了电化学电容器的发展历史、储能机理及应用方面的研究进展.     

电压型无功补偿研究与应用

电压型无功补偿方式能够自动跟踪电力系统功率因数,通过调节电容器端电压从而调整电容器的无功输出功率,以达到补偿系统无功的目的.将传统方式的电容器"投切",改为对无功功率的"调整",大大提高了无功补偿精度和实时性[1],并在华聚能源济二电厂无功改造中得到成功的应用.     

硫-纳米碳复合柔性正极材料的制备及其在锂硫电池中的应用

便携式电子设备的逐渐普及促使储能器件朝着柔性化、高储能方向发展。锂硫电池因拥有高比容量、能量密度高、低成本、环境友好等优势,被认为是极具潜力的下一代商用化二次电池,然而,其实用化仍受中间产物多硫化物的"穿梭效应"、正极活性物质硫的体积膨胀和低导电性等因素的限制,具有高导电性的碳纳米材料常被用于与硫复合来解决以上问题。本文针对采用碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯作为基体,重点介绍了硫与以上碳纳米材料的复合和相应的硫-纳米碳复合柔性正极材料的设计制备,探讨了提高正极硫含量和利用率的策略,分析了正极材料结构性质与电池电化学性能之间联系,最后对硫-纳米碳复合柔性正极材料的发展前景和面临的挑战进行了展望。     

掺钴锰酸锂的合成及在水系电解液中的赝电容性能

采用尿素辅助溶胶凝胶法合成了尖晶石型掺钴锰酸锂(L iMn2-xCoxO4,0≤x≤0.3)纳米颗粒.以L iMn2-xCoxO4电极为正极,活性炭(AC)电极为负极,在1 mol.L-1L i2SO4水系电解液中组装成模拟非对称超级电容器AC/L iMn2-xCoxO4,通过循环伏安和恒流充放电法研究其赝电容性能.电化学测试结果表明,随着钴掺杂量的增加,AC/L iMn2-xCoxO4电容器的比电容呈下降趋势,但循环性能得到改善;其中AC/L iMn1.9Co0.1O4电容器展现出较大的比电容和较好的循环性能.在L i2SO4水系电解液中,当工作电压为(0-1.4)V、电流密度为100 mA.g-1时,AC/L iMn1.9Co0.1O4电容器的初始比电容为42.6 F.g-1;经1 000次循环后比电容为40.8 F.g-1,比电容保持率为95.8%.     

"串并联"法在计算平行板电容器电容中的应用

对充有非规则电介质平行板电容器的电容计算方法进行了探讨,并用概念图进行了描述.提出采用"串并联"法求解其电容,通过实例介绍了平行板电容器中多种介质交面与平行板平行、垂直、斜交等几种情况下"串并联"法的应用.此方法类似电路中电阻的串并联,简洁、实用.     

基于模糊物元法的电力电容器的绝缘状态评估

针对电力电容器绝缘状态评估的指标参数具有不确定性和模糊性的特点,提出基于模糊物元法的状态评估模型。首先,通过电力电容器绝缘状态在线监测技术,提取了与电力电容器绝缘状态相关的特征量,包括电量监测法中三相不平衡电压、实际运行电压、电容量、介质损耗因数以及非电量监测法中的油色谱三比值,建立电力电容器绝缘状态评估的指标体系;按等规聚丙烯薄膜的结晶度,将电力电容器绝缘状态划分为正常、老化、严重等3级状态。其次,应用"乘法"集成法对层次分析法和最大熵权技术法进行处理,获取了主客观综合赋权系数。然后,对特征量通过从隶属度计算得到模糊量值,并用模糊物元表征。最后,评估未知绝缘状态电力电容器与正理想解的关联度,判断其绝缘状态。实例分析验证了基于模糊物元法的状态评估模型能够有效地评估电力电容器的绝缘状态。     

铜离子掺杂钒基配位聚合物的制备及其超级电容器性能

通过两步微波和离子交换的方法得到一种直径约为1.5μm的微球形貌铜离子掺杂钒基配位聚合物(V-Cu-HHTP).聚合物中部分取代的Cu²⁺提高了配位聚合物的导电性和结构稳定性,并提供V、Cu的协同效应,在用于超级电容器电极材料时表现出良好的电化学性能.在1 A·g^-1的电流密度下,V-Cu-HHTP表现出287 F·g^-1的比容量,在10 A·g^-1的大电流密度下循环3 000圈后,V-Cu-HHTP的电容保持率仍有98.6%,比相同测试条件下未掺杂的VHHTP电极表现优异(比容量为227 F·g^-1,电容保持率为94.2%).选取V-Cu-HHTP作为正极,活性炭(activated carbon,AC)作为负极,组装非对称超级电容器V-Cu-HHTP//AC,电压窗口达到1.6 V.V-Cu-HHTP//AC在功率密度为795.0 W·Kg^-1时,最大能量密度为44.1 Wh·Kg^-1,优于许多钒基超级电容器.优异的电化学性能归因...     

锂离子蓄电池正极材料制备方法的新进展

探讨了用于锂离子电池的常用正极材料、纳米正极材料和薄膜正极材料的制备方法,比较了不同制备方法的优缺点,并对纳米和薄膜正极材料的制备技术的发展进行了展望.     

锂离子电池无序结构正极材料的研究进展

介绍了国内外无序正极材料在锂离子电池中的应用现状与研究动态,论述了无序正极材料中2种Li~+扩散通道的激活方式.归纳分类了无序正极材料中的Ti基(Li-M-Ti-O)和Nb基(Li-Nb-M-O)2类正极材料,阐述了Ti基(Li-M-Ti-O)和Nb基(Li-Nb-M-O)无序正极材料的制备、工艺参数的优化、改性以及相应的电化学性能,并对比了2类无序正极材料的稳定性能及充放电机理.最后针对当前无序正极材料存在的容量保持率一般、倍率性能差等问题,提出了表面包覆、离子掺杂等改善措施,并对是否可以改变其充放电模式进行了讨论,展望了无序正极材料未来的研究方向.     

科恒实业：探索前沿技术 打造高端产能

新能源汽车的高速发展带动了锂电池需求的快速增长,随着新能源车企启动量产周期,锂电设备企业也加快了新增产能布局。江门市科恒实业股份有限公司(以下简称"科恒实业"或"公司")是锂电池产业上游的重要参与者,着重于锂电正极材料、锂电设备、稀土功能材料等领域的研发工作。公司通过对接第五届中国创新挑战赛(广东)暨2020广东创新挑战赛(以下简称"创新挑战赛")有关获奖项目,形成产学研合作创新模式,共同探索正极材料的高镍化高端化路线,拓宽成长赛道,打造高端产能。     

MOFs衍生多孔碳/MnO_2复合材料及其在超级电容器中的应用

利用高比表面积、大孔隙率金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)作为牺牲模板,制备了MOFs(ZIF-8)衍生多孔碳材料(PCs),以其作为导电基底,在表面生长金属氧化物MnO_2,获得MnO_2/PCs复合材料并将其应用在超级电容器中.制备的复合材料具有良好的电化学电容性能,在三电极体系中,1 A·g~(-1)的电流密度下比电容可达199 F·g~(-1),经过2 000次充放电循环后,比电容仍能保持初始值的80%.使用MnO_2/PCs复合材料作为正极,PCs作为负极,组成的非对称型电容器MnO_2/PCs//PCs具有优异的电化学储能性能,在950 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度高达10.16 Wh·kg~(-1);而且当功率密度上升为9 500 W·kg~(-1)时,能量密度仍可以保持4.48 Wh·kg~(-1).     

富镍三元正极材料的改性研究进展

富镍三元正极材料具有高能量密度和低成本等优点,是一种有前途的正极材料。然而,富镍三元正极材料存在容量衰减和热稳定性差等问题。综述了富镍三元正极材料的晶体结构特性,对三元正极材料存在的问题进行概述;总结了形貌调控、结构设计、离子掺杂和表面包覆等提升正极材料电化学性能的改性方法,重点总结了氟离子掺杂和稀土元素掺杂以及不同合成方法包覆SiO₂对电化学性能的影响;对未来的发展进行了总结和展望。     

混合型电容器研究进展

混合型电容器是一种介于超级电容器和二次电池之间的新型储能装置,是现代电子、交通等行业理想的动力电源.根据电极组合的不同,将混合型电容器分为以下三种类型,它们分别是双电层电容器电极与法拉第电容器电极的组合、传统二次电池电极与双电层电容器电极的组合以及电解电容器的阴极与超级电容器电极的组合.混合型电容器与传统超级电容器相比,在能量密度和工作电压上均得到了较大的提高.着重介绍几种性能优异的混合型电容器及其未来的发展趋势.