化学活化和化学-物理联合活化制备石油焦基活性炭

以石油焦为原料,采用化学活化和化学-物理联合活化2种活化工艺分别制备超级电容器用活性炭材料CA和CB。采用N2吸附法表征活性炭材料的BET比表面积及孔隙结构;通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试方法,对2种活性炭在有机电解液中的电化学特性进行研究。研究结果表明,CA具有较高的收率、振实密度以及BET比表面积,分别可达61.28%,0.35g/cm3和2760m2/g;CB具有较高的中孔率和平均孔径,分别为24.1%和2.3nm;在充放电电流密度为1A/g时,CA的质量比电容量为137.8F/g;而CB表现出较好的功率特性,在20A/g时,质量比容量仅比1A/g时的质量比容量衰减4.7%。     

海藻酸钠修饰LDH制备多孔炭及其电化学性质

研究分别以Mg-Al-LDH,Zn-Cr-LDH和Mg-Cr-LDH为模板,海藻酸钠为前驱体在600℃下炭化制备的多孔炭发现,多孔炭的BET比表面积从173m2/g增加到497m2/g,而海藻酸钠自身炭化所得多孔炭的比表面积仅为95m2/g。电化学研究表明,以Mg-Cr-LDH为模板制备的多孔炭(PC—4)电极的循环伏安曲线图形更接近矩形,阴极和阳极过程基本对称;在恒电流充放电实验中,50mA/g的电流密度下PC—4电极的电容为92F/g且电流密度为500mA/g时充放电循环1000次后电容损失小于1%。比表面积、孔结构和电化学研究表明,海藻酸钠修饰LDH制备的多孔炭具有作为超级电容器电极材料的潜在价值。     

石墨烯基电极材料在超级电容器中的应用

随着能源消耗的日渐增长,寻找低成本、环保、寿命长的储能设备迫在眉睫。在超级电容器领域,石墨烯电极材料以其高比电容、优异倍率性能、良好导电性等优势而受到广泛关注。对石墨烯材料的制备方法、电化学性能及相关机制做了总结,目的是研究不同结构的石墨烯材料对超级电容器性能的影响,并找到性能较为优异的石墨烯基材料。最后分析了石墨烯基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

活性炭电极材料的有效电阻和放电电压随时间变化规律研究

论述了测试活性炭超级电容器材料充放电性能的方法步骤和测试结果,在此基础上,用微分方程非线性响应理论,研究材料放电电压随时间的变化规律,并得到材料的有效电阻和电容的数值以及放电电压随放电时间变化的解析式.结果表明:电容器不是线性元件,而是非线性元件;活性炭超级电容器材料放电电压随时间的变化并不遵从简单的负指数规律,而是非线性变化;用微分方程非线性响应理论得到的结果与实验测试结果符合较好.     

Preparation and characterization of LiAlxMn2-xO4 for a supercapacitor in aqueous electrolyte

LiAl_xMn_2—xO₄ (0≤x≤0.5) was synthesized by high temperature solid-state reaction. The structure and morphology of LiAl_xMn_2—xO₄ were investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate that all samples show spinel phase. The polyhedral particles turn to club-shaped, then change to small spherical, and finally become agglomerates with increasing Al content. The supercapacitive performances of LiAl_xMn_2—xO₄ were studied by means of galvanostatic charge-discharge, cyclic voltammetry, and alternating current (AC) impedance in 2 mol·L⁻¹ (NH₄)₂SO₄ aqueous solution. The results show that LiAl_xMn_2—xO₄ represents rectangular shape performance in the potential range of 0-1 V. The capacity and cycle performance can be improved by doping Al. The composition of x=0.1 has the maximum special capacitance of 160 F·g⁻¹, which is 1.37 times that of LiMn₂O₄ electrode. The capacitance loss of LiAl_xMn_2—xO₄ with x=0.1 is only about 14% after 100 cycles.     

纳米叶状聚苯胺超级电容器

纳米导电聚苯胺(PANI),作为超级电容器的电极材料,有着广阔的应用前景.采用三电极体系下的恒定电流法,通过多步电化学聚合获得以导电玻璃(ITO)为基底的纳米结构导电聚苯胺薄膜.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜进行形貌表征.由于电极材料的纳米结构,材料的比电容在电流密度为1 A/g及10 A/g下分别为829 F/g及667 F/g.以20 A/g的电流密度对电极进行500次的恒定电流充放电测试,电极的比电容下降为95.1%,显示了较好的循环稳定性.     

复合材料LiMn2O4/活性炭的电化学行为

利用充放电测试、循环伏安和交流阻抗等方法研究LiMn2O4/活性炭复合材料在1 mol/L LiPF6-EC/EMC/DMC有机电解液中的电化学性能.研究结果表明:复合材料同时具备超级电容器高功率密度和锂离子电池高能量密度的特点;复合材料的容量包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的容量;当活性炭的质量分数为20％时,10C倍率下复合材料的首次放电容量高达76.4 mA.h/g,100次循环后容量几乎没有衰减(0.01％),与纯LiMn2O4电极相比有很大提高.     

Nanostructured Electrode Materials for Fuel Cells and Supercapacitors

1 Results Owing to its electrochemical stability, catalytic activity and high electrical conductivity, ruthenium-based oxides have been realized in electrochemistry as excellent electrode materials with applications ranging from electrocatalysts for industrial electrolysis to high power energy storage. Recent studies have suggested that RuOx may have an active role in electrocatalysts for fuel cells.We have been engaged in the fundamental and practical study of nanostructured RuO2-based electrodes[1-5]....     

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.     

超级电容器电极材料纳米Fe3O4的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4,系统考察了n(Fe3+):n(Fe2+)、反应pH值、熟化温度等对纳米Fe3O4生成的影响,从而确定最佳反应条件.将纳米Fe3O4应用到超级电容器上,研究了其作为电容器电极材料的电化学性能.结果表明:在最佳反应条件下,制备出的纳米Fe3O4的晶体结构完整;经电化学性能测定,Fe3O...