[Pmim][ClO_4]电解质的物化性质及其在超级电容器中的性能研究

采用两步法设计合成了一种新型离子液体电解质(液)1-戊基-3-甲基咪唑高氯酸盐([Pmim][Cl O4]),对这种电解质的密度、表面张力、电导率等物化性质进行了测定.并将其与活性炭电极组装成超级电容器,通过交流阻抗、循环伏安及恒流充放电等测试手段对其电化学性能进行了研究.测试结果表明,该离子液体的密度和表面张力都随温度升高而减小,超级电容器的电化学窗口可以达到5.0 V,并且具有良好的电容特性、可逆性及循环特性,是一种具有应用潜力的超级电容器电解液.     

固态离子液体[Edmim][BF_4]和乙腈二元体系的热力学性质及超电容性质

采用两步法合成一种在常温下呈固态的三烷基取代咪唑类离子液体1-乙基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐([Edmim][BF_4]).将其与乙腈(AN)混合配制成不同浓度的二元体系,测定了二元体系的密度、粘度和电导率等热力学性质,并将其作为电解液应用在超级电容器中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等测试手段对其电化学性质进行研究.结果表明,该二元体系的密度和粘度均会随着温度的升高而减小,而电导率随着温度的升高而变大,以其作为电解液的超级电容器电压窗口最大可以达到5. 9 V,具有良好的电容特性和可逆性,具有很好的应用前景.     

基于离子液体/石墨烯复合物的一种高性能混合电解质的制备与性质研究

采用一步电化学法在离子液体中电解剥离石墨棒制得1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体/石墨烯([Bmim][BF_4]/GNs)复合物,取上层复合物分散液与四氟硼酸螺环季铵盐的碳酸丙烯酯电解质(SBP-BF_4/PC,1. 0 mol/L)以不同的体积比进行混合制备[Bmim][BF_4]/GNs+SBP-BF_4/PC混合电解质(BGSP).通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法对不同混合比的BGSP电解质在超级电容器中表现的电化学性能进行研究,结果表明,以体积比为1:1混合的BGSP电解质性能最佳,其电化学窗口近5 V;充放电效率达到97. 95%;比电容最高可达到163. 16 F/g,性能明显优于单纯的SBP-BF_4/PC电解液.     

二氰胺离子液体[Bpy][DCA]与PC二元体系的热力学及电化学性质研究

制备了一种新型的N-丁基吡啶二氰胺离子液体([Bpy][DCA])与有机溶剂碳酸丙烯酯(PC)混合形成的全浓度范围的二元体系.在298.15 K-328.15 K下,测定了二元体系的密度、电导率、粘度等热力学性质,通过经验方程对体系的超额摩尔体积(V~E)和粘度偏差(Δη)进行了估算,讨论了体系内部的相互作用,并用Redlich-Kister(R-K)多项式方程对其进行拟合.根据Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程对电导率、粘度等性质进行了描述.将纯离子液体作为电解液与活性炭电极组装成扣式超级电容器,通过循环伏安法测试了其电化学窗口,可达到3.0 V,具有在超级电容器中应用的潜力.     

电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响

探讨电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响.以泡沫镍为集流体,采用冷压压片法在10MPa压力下制备NiCo_2O_4超级电容器电极材料,通过CHI660E电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明:高浓度的KOH电解液有利于改善NiCo_2O_4超级电容器电极材料的电化学性能.     

N,N-二甲基-N-乙基金刚烷铵四氟硼酸盐的制备及其在超级电容器中的应用

为了拓宽超级电容器的工作电压,我们以1-金刚烷胺为母体,通过简单的烷基化及离子交换反应制备得到新型的电解质盐:N,N-二甲基-N-乙基金刚烷铵四氟硼酸盐,并结合常用的碳酸丙烯酯(PC)溶剂,开发了一种新型的超级电容器电解液.以VFT方程对其电导率的温度依赖性进行了描述.除此之外,还使用循环伏安法,交流阻抗谱,恒流充放电测试等方法系统研究了该电解液的电化学性能.结果发现VFT方程适用于该体系的电导率拟合,而且,电解液具有电化学窗口宽,电导率高,循环寿命长,充放电效率高等诸多优点.通过实验证明这种新型的金刚烷胺类电解液是一种适用于超级电容器的电解液.     

Ag2WO4超级电容器电极材料的电化学特性

以Ag_2WO_4为电化学活性材料,采用压片法制备超级电容器电极材料.通过X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等实验方法,辅以密度函数理论(DFT)计算,对Ag_2WO_4电极材料进行表征.K~+离子嵌入Ag_2WO_4晶体在循环伏安模式下比电容最大能够达到1 344.7F·g~(-1);在恒流充放电模式下最大可达到182.0F·g~(-1).实验结果表明:基于K~+离子嵌入/脱嵌机制的Ag_2WO_4电极材料在1 M KOH电解液中可展现良好的循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等电化学特性,具有较高的充放电循环稳定性和比电容保持率.     

六氟磷酸电解液在超级电容器中的电化学性能研究

采用一种具有潜在应用价值的1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作超级电容器的电解液,与活性炭电极组装成模拟超级电容器,与其他两种有机电解液进行循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能的比较.结果显示,1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸酸盐(FMI-PF6)在循环性能、恒流充放电及高电压放电等方面优于甲基三乙基铵六氟磷酸盐(N...     

1.7V活性炭基K_2SO_4水系超级电容器

1种以K2SO4水溶液作为电解液的高电压对称型活性炭基超级电容器.采用循环伏安法、恒电流充电/放电、电化学阻抗谱和循环稳定性等电化学方法研究了其电化学性能.结果表明,该电容器的工作电压为1.7V,在电流密度为0.25A·g-1时,单电极比电容高达156F·g-1,在功率密度为213 W·kg-1时能量密度达到38Wh·kg-1(以正负极活性物质的总质量计),等效串联电阻为1.92Ω,3 600s后的漏电流是0.36mA,在400次充放电循环中库伦效率接近100%.该研究结果表明中性的K2SO4水系电解液对探索一种新型高能量密度的超级电容器提供了一种新的可能.     

氧化锰超级电容器电极材料的电化学性能

采用压片法制备超级电容器电极材料,通过扫描电镜和电化学工作站对MnO电极材料进行形貌和电化学表征.结果表明,在KOH电解液中,MnO电极材料具有良好的循环伏安、充放电以及交流阻抗等电化学特性,且具有较高的循环稳定性和比电容保持率.     

离子液体溶解法制备超级电容碳及其电化学性能研究

文章以高纤维素废纸屑为原料，利用无机离子液体进行选择性表面溶解处理，得到具有润胀特性的胶状前驱体，在不同温度条件下热解制备生物质多孔碳。800℃下生物质多孔碳比表面积为1 276.3 m²/g,电化学测试结果表明，其具有较高的比电容(271 F/g),经过1 000次循环，电容保持率为90.3%。为了进一步提升超级电容器的电化学性能，在1 mol/L H₂SO₄电解液中加入15 g (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O,超级电容器的比电容得到显著提升，电流密度为10 A/g时，比电容为439 F/g,为原电容器(221 F/g)的2倍。研究结果可为生物质多孔碳超级电容器制备提供参考。     

冷压压力对镍基超级电容器电极材料电化学性能的调控

采用粉末压片法,以泡沫镍为集流体,制备镍基超级电容器电极材料.在冷压压力为2～10 MPa时,采用扫描电镜观测样品的微观结构,以KOH溶液作为电解液,测试样品的循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能.研究结果表明:冷压压力对镍基超级电容器电极材料循环伏安特性、恒定电流充放电和交流阻抗的调控有积极的意义.     

双电层电容器用离子液体/碳酸酯电解液的调制与性能

将离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIBF_4)混合碳酸丙烯酯(PC)及各种链状碳酸酯溶剂调制了一系列电解液用于双电层电容器中。文中表征了各款电解液的基本理化性质,考察了溶剂组成对电容器循环、倍率与耐压等性能的影响。研究发现,EMIBF_4与碳酸酯溶剂混合能够显著降低电解液黏度、提高离子电导率。各款电解液组装的活性炭双电层电容器基本上都具有0～3 V的稳定电位窗口,而上限电压提高至3.2 V时容量会出现快速衰减。相比之下,将PC和DMC二元混合调制的离子液体电解液虽然对电容器的耐压性能略有影响,但是可以获得较之其他电解液相对更高的比电容量和更优的倍率性能,其在0～3 V电压区间、0.5 A/g和5 A/g电流密度下的比电容量分别达到114 F/g和100 F/g,经5 000次循环后的容量保持率达92%,电容器最大能量密度达35.2 Wh/kg.以上结果表明,合理调控碳酸酯溶剂的种类与配比,咪唑类离子液体/碳酸酯电解液可以实现高性能3V基双电层电容器的有效构建。     

乙腈、碳酸丙烯酯电解液超级电容器性能研究

以活性炭作活性物质,用循环伏安、交流阻抗等方法测试了乙腈及碳酸丙烯酯的1mol/L高氯酸锂溶液(1mol/L的LiClO4/AN和LiClO4/PC)作电解液的超级电容器性能,根据乙腈电解液内阻小、比容量大、碳酸丙烯酯电解液循环和保压性能优秀的特性,将2种电解液混合,测试了混合电解液的电导率,等体积比混合的混合电解液(1mol/L的LiClO4/AN PC)电导率达15.8mS/cm2.应用于超级电容器后,大电流放电性能和比容量与LiClO4/AN电解液体系接近,而在循环性能、漏电流和电压保持能力方面较之有大幅提高.     

聚乙烯醇-氢氧化钾-硫氰酸钾凝胶电解质在超级电容器中的应用研究

制备了一种具有氧化还原活性的聚乙烯醇-氢氧化钾-硫氰酸钾(PVA-KOH-KSCN)凝胶电解质,用于活性炭超级电容器的研究.利用循环伏安法、恒电流充放电、交流阻抗谱等电化学测试方法进行表征.结果表明,KSCN的引入提高了电解质的电导率和电极的电容.在相同电流密度时,以PVA-KOH-KSCN为凝胶电解质的超级电容器电极比电容比以PVA-KOH为凝胶电解质的提高了约73%,达到209.48F/g,此外,超级电容器还表现出良好的循环稳定性.     

超级电容器的储能机理与关键材料研究进展

超级电容器作为一种新型的储能元件,具有高功率密度和高循环寿命等优点,在许多领域特别是混合电动汽车方面具有广阔的应用前景.电板材料和电解液是决定超级电容器性能的根本因素,本文对超级电容器储能机理,以及起级电容器关键材料研究进展进行了综述.     

超级电容器材料MnO2在有机电解液中的电化学性能

采用固相合成法制备了MnO2超级电容器材料,并用X射线衍射(XRD)、循环伏安、交流阻抗、恒流充放电及循环寿命测试等方法对所制得的MnO2电极材料的结构和电化学特性进行了研究.结果表明所制备的MnO2为无定形结构,该电极材料在有机电解液1.0 mol·L-1 LiClO4/AN中比在1.0 mol·L-1 LiClO4/EC+DMC中有更好的电化学性能,电位窗口为0.1～1.1 V(vs.Ag),比电容达171.2 F/g,并具有良好的准电容特性.在1.0 mol·L-1 LiClO4/AN有机电解液中,该电极以1.0 mA/cm2充放电电流密度循环5 000次衰减仅为1.3%,显示了良好的循环寿命.     

新型碳微球制备和电化学性质研究

以氨水作为催化剂,间苯二酚和甲醛为前驱体制备单分散酚醛(resorcinolformaldehyde,RF)树脂微球和碳微球.采用循环伏安法、电化学交流阻抗和恒电流充放电等方法对由RF树脂得到的碳微球的电化学性能的测试表明,其可以作为超级电容器电极材料.在扫描速率为1mV·s-1时,比电容为175.9F·g-1,电阻为0.5Ω,循环500圈后仍保持94.4%的电容量,具有优异循环寿命.结果表明,由酚醛树脂制备的单分散碳微球作为超级电容器的电极材料具有降低离子运输阻力和提高超级电容器稳定性的功能.     

现场表面增强红外光谱法研究离子液体/电极界面结构

采用现场表面增强红外光谱法(SEIRAS)对金电极与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([Bmim][OTf])的界面电化学双电层结构进行了研究.循环伏安结果表明离子液体[Bmim][OTf]在金电极上的电化学窗口为4.0 V以上.SEIRAS结果显示阴阳离子在电极表面上发生脱吸附的电位区间以及阳离子和阴离子在电极表面上发生竞争的共吸附,同时阴阳离子在金电极界面上的脱吸附有显著的延迟效应产生,其原因与离子的表面吸附能和马德龙(Madelung)位能综合作用有关.     

离子液体抑制煤自燃的程序升温试验研究

离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,能为抑制煤自燃提供有效途径。为了考察咪唑类离子液体对内蒙古鄂尔多斯色连矿烟煤氧化特性的影响,选取4种离子液体[BMIM][NO3]、[BMIM][I]、[EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]处理煤样,并采用程序升温氧化法对煤样进行实验,研究不同温度下离子液体对煤自燃的阻化效果。结果表明:离子液体[EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]对煤自燃阻化效果显著,其中[BMIM][BF4]在120~150℃的阻化效果最为明显,可为煤自燃防治提供基础和参考。