莴苣叶基碳材料制备及其电化学性能

生物质衍生的多孔碳材料来源于农村生产活动的废弃物以及城市垃圾，具有资源丰富、可再生、价格低廉等优点，是一种重要的超级电容器领域的电极材料．选用莴苣叶作为碳源，通过碳化、活化等处理，制备了具有丰富孔隙结构的生物质衍生多孔碳材料．在三电极系统中测试其超级电容器性能，在0.5 A·g^-1电流密度下的电容值达到196.5 F·g^-1，当电流密度为10 A·g^-1时，其比电容仍保持120 F·g^-1．该材料具有较高的比电容及较好的倍率特性，在超级电容器上具有良好的应用前景．     

磷钨酸电极材料的超级电容器性能研究

多金属氧酸盐由于具有快速可逆的多电子氧化还原反应特点,已成为备受瞩目的新一代超级电容器电极材料.但多金属氧酸盐易溶于水以及众多溶剂的缺点导致其循环稳定性能差、电容值偏低,制约了该电极材料的实际应用.将典型的多金属氧酸盐——磷钨酸盐通过四丁基溴化铵进行处理后,得到不溶于水的磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物.在三电极系统中测试其超级电容器性能,在5 A·g~(-1)电流密度下的电容值是64.1 F·g~(-1),在电流密度为15 A·g~(-1)时循环充电/放电15000次以后的电容保持率高达97%.磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物的循环稳定性能优于多数赝电容器电极材料,为磷钨酸盐在超级电容器电极材料方面的应用提供了一定的基础.     

基于纳米粒子的光纤LSPR传感器用于检测超级电容器电极表面电荷状态

随着环境问题日益严重,具有环保清洁特质的超级电容器等新能量存储设备得到广泛关注.因此,对于实时灵活地评估能量存储器件的运行机理和充电状态(State of charge,SOC)仍然具有挑战性.电化学分析法是研究电极反应机理和电极过程动力学的重要方法,但有时不能实时在线监测内部电极的表面电荷状态.透射电子显微镜和X-射线衍射仪等检测设备由于体积庞大和价格昂贵等原因,限制了对超级电容器的原位监测的发展.提出了一种灵活便携的光纤局域表面等离子体共振(Local surface plasmon resonance,LSPR)探针,用于超级电容器内部电极的电荷量实时在线分析.将负载金纳米粒子的反射式光纤LSPR传感器贴合超级电容器电极表面,结果表明,此结构可以灵敏地监测超级电容器充放电过程中的电极表面电荷状态;通过与传统电化学工作站的结果比较,该方法得到的电荷状态与实际电荷量具有良好的线性关系,有效拓展了光纤传感器在能量检测领域的研究与应用.     

超级电容器用NiCo2S4电极材料研究进展

二元过渡金属硫化物Ni Co₂S₄是典型的超级电容器电极材料,近年来被深入研究．综述了Ni Co₂S₄作为超级电容器电极材料的制备方法,以Ni Co₂S₄为基体制备复合电极材料的相关研究以及Ni Co₂S₄电极材料的不同形貌对其性能的影响,并对其发展前景进行了展望．     

过渡金属氮化物在超级电容器中的应用

为了适应未来社会和环境,发展高效的储能装置成为人们非常迫切的需求。电容器能快速充放电,是很多电子元件的重要组成部分,包括从微处理器到大规模的电源。但是与电池相比,它的储存容量相对较低。为了提高能量密度,纳米材料被广泛应用于电化学超级电容器。近年来,过渡金属氮化物因具有高熔点、高硬度、高热导性、优良的导电性、好的化学稳定性、耐腐蚀和类铂的催化性能等优异的特性成为人们关注的焦点。本文综述了近几年过渡金属氮化物用于超级电容器电极材料的研究进展,着重介绍了应用较多的氮化钛和氮化钒材料,以及它们与其他材料的复合物等,最后对过渡金属氮化物电极材料的发展趋势进行了展望。     

PbO_2+WO_3·H_2O复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

为提高混合超级电容器正极Pb O2的赝电容性能,采用温和水相沉淀法制备了纳米WO3·H2O粒子,通过复合共沉积法将WO3·H2O嵌入Pb O2镀层中,制备了Pb O2+WO3·H2O复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对复合电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在超级电容器中的赝电容性能进行了研究。结果表明,该复合电极材料由β-Pb O2和WO3·H2O组成;随着WO3·H2O含量的增加,复合材料的比表面积和孔隙率随之增加;其比电容值可达到320 F·g-1,表现出了良好的赝电容性能。     

柔性Ti3C2Tx薄膜电极的制备及其电化学性能

二维过渡金属碳化物(MXene)是一种性能优异的电极材料．其中，碳化钛(Ti₃C₂T_x)具有较高的金属导电性、高电容性和良好的力学性能，是超级电容器电极的理想候选材料．通过可控且简单的策略制备出独立的柔性Ti₃C₂T_x薄膜电极，采用简单的水热法在Ti3AlC2粉末中选择性蚀刻Al制备Ti₃C₂T_x薄膜，并在三电极系统中测试其超级电容器性能．在电流密度为5 A·g^-1时，Ti₃C₂T_x薄膜电极具有376.3 F·g^-1的高比电容，当电流密度为50 A·g^-1时，其比电容仍保持283.5F·g^-1，具有良好的倍率性能．结果表明，Ti₃C₂T_x薄膜可作为一种优秀的高性能超级电容器电...     

自支撑SnSe2/碳布柔性负极材料应用于钠离子电池

锡基硒化物具有理论比容量高、导电性优异、成本低等优点，在电化学储能领域具有较好的应用前景．但其循环稳定性低及倍率性能差仍限制其进一步商业化应用．针对这些问题，采用简单的水热-硒化法制备SnSe₂/碳布柔性负极材料，并对其进行了钠离子电池性能的测试．结果表明，制备的电极材料在电流密度为0.1 A·g^-1下，经过100圈充放电循环后，放电容量为541.0mAh·g^-1，且在不同电流密度充放电循环之后可逆比容量仍可高达503.9 mAh·g^-1.     

双金属氧化物Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法制备了铋-钴双金属氧化物(Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9))电极材料并用于超级电容器的构建,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)以及交流阻抗法(EIS)等手段对材料进行物理及电化学性能测试。结果表明:合成的Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)作为超级电容器的电极材料具有很好的电化学性能。当电流密度在1 A/g时,Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的比电容为890.6 F/g;当电流密度增加至5 A/g时,比电容仍保持在705.3 F/g。10 A/g电流密度下,2 000次恒电流充放电循环后,比电容保持率高达92.3%,表明该材料具有出色的循环稳定性。     

明胶填充泡沫Ni并负载NiCo2O4纳米阵列电极的制备及超级电容性能

通过使用明胶凝胶生物质填充再在空气中煅烧实现对泡沫镍冗余空隙的有效填充,再采用水热法在填充后的泡沫镍上原位生长NiCo2 O4纳米阵列直接用作免粘合剂的自支撑超级电容器电极材料.借助SEM电镜、Raman光谱及XRD对获得的电极材料进行形貌、结构及物相表征,测试该电极材料的循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗等电化学性能....     

氢氧化镍-炭复合超级电容器的研究

用化学沉淀法制备出Ni(OH)2,以Ni(OH)2和活性炭为正负极组成复合超级电容器.用循环伏安法和恒流充放电实验研究了电极的电化学性能和容量性质.恒流充放电实验表明,该复合超级电容器具有良好的充放电性能及循环寿命,在6mol·L-1KOH电解液中的最大比容量可达450F·g-1.     

超级电容器专利技术分析

超级电容器是最近二十年发展起来的一种重要的储能器件,为提高其技术指标,研究人员在电极、电解液等多方面进行了深入的研究。本文对当前与超级电容器相关的专利技术进行了分析,并展望了其未来的发展方向。     

Co_3O_4超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

使用简单的化学沉积法制备出直接生长在泡沫镍上的前驱体Co(OH)2,之后经程序升温得到Co_3O_4超级电容器电极材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外吸收光谱和拉曼光谱对制备的电极材料进行了表征,并进行了电化学性能测试.结果表明,生成了前驱体Co(OH)2和Co_3O_4超级电容器电极材料,形貌为由纳米片组成的网状结构.该形貌结构易于电解质渗透和电荷转移,减小了电荷转移电阻,与前驱体Co(OH)2相比,Co_3O_4的电化学性能得到显著提高.在三电极体系下,电流密度为0.75 A/g时,Co_3O_4的比电容达到820.62 F/g,且循环稳定性较好,经过1 000次充放电循环后,比电容仍为初始比电容的95.6%.     

荧光碳点的制备、发光性质及其机理

碳量子点作为一种新型的荧光纳米材料,由于具有众多优点而备受关注。良好的水溶性、高稳定性、低毒性、易于功能化,以及低成本和简单的合成路线,使它们成为传统半导体量子点的潜在替代品。然而,长波长和多色荧光碳点的制备存在一定的困难,限制了其在生物成像和光电器件等领域的应用。碳点具有颜色易调节的性质,磷光和上转换性能也逐渐被关注,而对碳点荧光现象的机理研究依然是一项具有挑战性的工作。本文从碳点的制备方法出发,综述了近年来关于碳点荧光性质和机理的研究进展,并介绍了其相关领域的应用工作。     

热解聚间苯二胺基超级电容器电极材料的研究

间苯二胺在氧化剂存在下聚合成聚间苯二胺,然后在高温下热解得到一次热解聚间苯二胺(PPDAN-1),PPDAN-1在KOH存在下进一步高温烧蚀,得到二次热解聚间苯二胺(PPDAN-2),以PPDAN-2为电极材料制成超级电容器,通过对电容器的恒流充放电测定结果表明,它是一种良好的电极材料,其比容量可达到189F·g-1。     

纤维状纳米MnO2的制备及电容特性研究

电极材料和电解液是超级电容器的两个关键因素.通过液相反应制备了纤维状纳米MnO2,X射线衍射分析表明产物是α-MnO2和γ-MnO2组成的混合晶相.利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能,在0.15V～O.75V(SCE)工作电压范围内考察了在MgSO4、MnSO4、(NH4)2SO4、Na2SO4溶液中的电容性能,结果表明该电极材料在(NH4)2SO4溶液中电容性能优越,说明(NH4)2SO4溶液为纤维状纳米MnO2电极较适合电解液.讨论了(NH4)2SO4浓度对电极材料电容性能的影响,该电极材料在浓度为1mol·L-1的(NH4)2SO4中具有优异的电容性能;工作电流密度为3mA·cm-2的恒流充放测试中,其比容量可达142.2 F·g-1.     

NiCoP/石墨烯复合材料的构筑及其电容特性

采用简单的水热-磷化热解法合成高性能的NiCoP/石墨烯(GS)复合电极材料.采用X射线衍射、拉曼光谱和透射电镜对材料的结构进行表征.利用循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)对材料的电容性能进行测试.结果表明,粒径为10～20 nm的NiCoP纳米粒子均匀地负载在石墨烯上.当其作为电极材料应用于超级电容器中时,展示出良好的电化学性能,在1 A/g时,其比电容为896 F/g.5 000次循环后,其比电容保持率为87.9%.     

超级电容器充放电性能测试系统的设计

设计了一套超级电容器在线测试系统,能够对超级电容器的运行状态进行实时的监控,防止超级电容器在运行过程中出现的过压,过流,超温以及超级电容器老化等情况.测试系统采用实时动态图像更加直观的显示出超级电容器的工作状态.系统主要由微处理器STM32、数控直流电源、QT设计的上位机软件等构成.实验表明该系统工作性能稳定可靠,监测...     

碳纳米卷轴的制备及研究进展

由于碳纳米卷轴在储能、催化、纳米医药载体等领域具有潜在的巨大应用价值,从而引起人们的广泛关注.本文综述了碳纳米卷轴制备方法及其应用的研究进展,并对碳纳米卷轴的进一步深入研究和发展作了展望.     

电活性有机物在电极应用上的研究进展

与无机电极材料相比,有机电极材料因为具有结构可设计、资源可再生以及成本低廉等特性,被视为具有前景的电化学储能材料。有机化合物电极材料主要包括含共轭羰基类化合物、含硫有机化合物以及氮氧自由基化合物等。本文主要概括了现阶段用以上三类化合物作为电极材料及其电化学性能所进行的探究,并进一步分析了这三类有机化合物应用在实际的储能电池中所需要的结构和性能上的改进,并进行了展望。