纳米二氧化锰超级电容器电极材料的制备及改性

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化锰超级电容器电极材料.借助X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其进行了物理结构表征.结果表明,产品为颗粒状的纳米α-二氧化锰,电极比容量为146 F/g.通过在煅烧过程中掺入不同质量比的氧化铝来考察氧化铝添加量对二氧化锰电极材料电容特性以及电容量的影响.实验结果表明,添加氧化铝后的二氧化锰电极材料比未添加的有较好的循环伏安特性,且当添加质量分数为1%时,电极比容量达到最大,为165 F/g,经过200次循环后容量仍保持在90%以上.     

稳定且宽电位窗口的掺铁二氧化锰超级电容器材料

利用简单的液相沉淀法制备出不同掺杂铁含量的二氧化锰超级电容器材料，旨在改善二氧化锰材料的电位窗口及稳定性。通过XRD、SEM和BET对其结构和形貌进行了表征，同时在中性电解液中采用循环伏安曲线（CV）、充放电曲线（PT）、循环性能测试、大电流充放电测试以及交流阻抗测试研究了其电化学性能。结构和形貌表征结果显示Mn/Fe-2.0具有较优的晶体结构和多孔特性，电化学测试结果显示Mn/Fe-2.0在中性电解质中表现出最好的电容性能，比电容可达489F/g，比未掺杂的纯二氧化锰材料提高了22%，同时具备稳定且宽的电位窗口，是超级电容器比较理想的正极材料。     

高比表面活活性炭电级的电化学性能研究

选用比表面积为2590m^2/g的石油焦基活性炭作为双电层电容器的炭电极材料,用直流恒流循环实验考察双电层电容器在不同允放电条件下的电化学性能。实验发现,活性炭电极具有良好的循环充放电性能,充放电效率高达97％,远高于普通电池。不同充放电电流有不同的充放电容量,恒流1mA充放电容量大于2mA和5mA时的充放电容量。活性炭的比电容为60F／g,且电化学性能稳定,有良好的应用前景。     

AR沥青基双电层电容器电极材料的研究

以AR(Aromatic Resin)沥青为原料,采用化学活化法制备出了高性能活性炭,通过N2吸附对其比表面积和孔隙结构进行了表征。此外,将所得活性炭作为电极组装成模拟电容器,利用循环伏安、恒流充放电等电化学测试方法研究了模拟电容器的电化学性能。结果表明,300次充放电循环后,模拟电容器平均充放电效率保持在90%以上,在50 mA/g充放电密度下,平均比电容为187.8 F/g;500 mA/g下的平均比电容为133.8 F/g;电容保持率为71.3%,电容量衰减为4.0%。     

层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(1.95)Y_(0.05)(Y=O,F,Cl,Br)正极材料的合成及高温电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O1.95Y0.05(Y=O,F,Cl,Br)正极材料,在850℃空气氛围下煅烧20h得到晶型较好的正极材料。以XRD、SEM和充放电测试等手段对材料的晶体结构、表观形貌和电化学性能进行表征。XRD显示F-和Cl-掺杂材料具有高度有序的二维层状结构;充放电测试表明,掺杂F-和Cl-的材料放电比容量、循环性能和倍率性能均优于未掺杂材料,特别是掺杂F-材料在55℃,电压范围为2.0～4.6V,0.15mA电流下首次放电比容量高达207.5mAh/g,且0.9mA电流下第60次循环的容量仍达到165.1mAh/g。掺杂Br-的材料结构稳定性、循环性能和放电比容量均比未掺杂材料差。     

水热法制备锂离子电池负极材料及其电化学性能

用水热反应法结合随后的煅烧法制备了NiO空心球,并将其作为负极材料用于制备锂离子电池。用XRD、SEM、TEM对NiO进行表征,用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)和交流阻抗法(EIS)对其进行电化学性能测试。结果显示,NiO空心球在电流密度为50mA/g条件下,第一次放电比电容高达1780.8 mAh/g,且经过34次充放电循环后其比容量还剩325.6mAh/g,这表明NiO空心球电极材料具有较好的可逆比容量。     

淀粉模板法辅助合成二氧化锰纳米棒及其电容特性研究

以淀粉为模板,结合浸渍-煅烧法合成了MnO2纳米棒,对产物晶型结构、形貌大小和电容特性等进行表征。测试结果表明所得样品为α-MnO2纳米棒,其平均直径为20 nm左右,平均长度约为75 nm。在1.0 mol/L的Na2SO4电解液中,01.0V电位区间内,充放电电流为2.0、5.0、10.0 mA时,所制备的α-MnO2放电比电容分别达到了186、120、90 F/g。2 mA恒流充放电1 000次后,MnO2的放电比容量保持率为91%。     

CNTs/PANI/NiHCF复合膜的共聚制备与电容性能

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备出电活性CNTs/PANI/NiHCF复合膜;用循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗(EIS)等测试了复合膜的循环稳定性与电化学容量性能.研究表明,在电流密度为2 mA/cm~2时,CNTs/PANI/NiHCF复合膜的比容量高达217.69 F/g,比能量高达24.49 Wh/ks,当电流密度为10mA/cm~2时比容量仍可达212.98F/g,比功率可达8 489.75 W/kg,具有良好的功率特性和快速克放电能力;在2000次循环充放电过程中,CNTs/PANI/NiHCF/复合膜的容量仅衰减19.92%,电荷充放电效率一直保持在99%以上,是一种优异的超级电容器材料.     

热处理对针状焦电化学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流充放电方法对不同热处理温度下针状焦的微观物理结构和充放电循环性能进行了研究.结果表明,随着热处理温度的升高,针状焦石墨化程度增加,微观晶体结构趋于完整,表面缺陷减少,800℃下热处理样品初次嵌锂容量达到463 mA·h/g;随着热处理温度的升高,材料的循环稳定性显著提高,2 800℃石墨化处理样品50次循环后可逆容量可达360 mA·h/g.     

焙烧条件对Na3V2(PO4)3/C的制备及储锌性能影响

采用喷雾干燥法合成了Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)前驱体,然后经过高温煅烧得到水系锌离子电池正极复合材料Na₃V₂(PO₄)₃/C(NVP/C),考察了煅烧温度和煅烧时间对NVP/C性能的影响。通过XRD、SEM和BET对样品结构和形貌进行了表征,通过循环伏安和充放电测试了样品的电化学性能。结果表明,不同煅烧温度和煅烧时间制备样品均为纯相的NVP/C,且并没有改变NVP/C的晶体结构;煅烧温度过高或煅烧时间过长会导致晶粒尺寸增大,性能迅速衰减。NVP/C制备最佳条件为煅烧温度700℃、煅烧时间8 h,在该条件下所制备的NVP/C(记为NVP/C-700-8)形貌更为规整,结晶性良好,具有较小的阻抗以及更好的离子扩散能力,进而表现出最佳的电化学性能。在0.1 A/g电流密度下表现出最佳的放电比容量(122.4 mA·h/g)。在1.0 A/g电流密度下经过200圈循环后放电比容量仍高达103.9 mA·h/g。