酚醛树脂制备超级电容器电极材料

以酚醛树脂为原料,NaOH为活化剂制备超级电容器用电极材料高比表面积活性炭(HSAAC),考察了制备条件对HSAAC碘值w(I)和比电容的影响。结果表明,在酚醛树脂炭化后加入NaOH,炭化温度为600℃、时间1h,活化温度为900℃、时间1h,制备的HSAAC的w(I)和比电容具有最大值,分别为1623mg/g、146.53F/g;而在固化前加入NaOH,制备的HSAAC的w(I)和比电容得到大幅度提高,分别为1895mg/g、240.99F/g,比电容接近其理论容量280F/g,但收率低,仅为10%。     

活化温度对超级电容器用酚醛树脂基活性炭电化学性能的影响

以水溶性酚醛树脂为原料,采用KOH活化法制备超级电容器用高比表面活性炭(AC)。考察活化温度所引起活性炭的孔隙结构变化,进一步分析其对超级电容器电化学性能的影响。实验结果显示,在650℃所制得活性炭(AC650)具有最大比表面积和最小的微孔比率;然而在700℃所制得活性炭(AC700)和750℃所制得活性炭(AC750)呈现微孔特征。电化学阻抗谱(EIS)揭示由于AC700和AC750的微孔相互贯通,使得它们的导电性和离子迁移阻力均优于AC650。此外,倍率充放电性能和1 000次循环测试也表明AC650的电化学性能是由其自身导电性和电解液离子迁移阻力所决定。     

模板法制备超级电容器活性炭电极材料

以硅溶胶为模板剂,酚醛树脂为炭源,采用模板法制备了超级电容器活性炭电极材料。利用SEM和BET对实验制备的活性炭进行了分析和表征。以实验研制的活性炭为电极材料,通过循环伏安和恒流充放电测试对其电容性能进行了研究。结果表明:实验研制的活性炭的比表面积为1840m2/g,在7.5×10–3A/cm2的电流密度下,其比容达到290F/g。     

微波法制备超级电容器用高性能活性炭电极材料

以石油焦为原料,KOH为活化剂,经微波加热活化,制备出了超级电容器用高性能活性炭电极材料。以制得的活性炭制成的电极片为电极,6mol/L的KOH溶液为电解液,组装了模拟电容器。研究了加热时间和碱焦比对活性炭比表面积及电容器性能的影响。研究表明:在KOH与石油焦按3∶1的质量比混合,微波辐射时间为15min时,制备的活性炭比表面积达2683m2/g,模拟电容器单电极比电容量达361F/g。     

石墨烯基超级电容器电极材料研究进展

从表面改性剂、过渡金属氧化物粒子以及导电聚合物三个方面,综述了利用物理及化学方法对石墨烯进行表面改性的研究进展,展望了改性的石墨烯基复合材料在超级电容器电极材料上的良好应用前景,以及今后的研究方向.     

双电层电容器用酚醛树脂基活性炭的制备

以酚醛树脂为原料,KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料。考察了工艺因素对活性炭比电容的影响,探讨了酚醛树脂基高比表面积活性炭作双电层电容器电极的电化学特性。结果表明,在固化温度为150℃、炭化温度为700℃,ζ(碱/炭)为4,活化温度为800℃时,制得的高比表面积活性炭双电极比电容可达74.2 F/g。     

石墨烯基超级电容器复合电极材料的研究进展

鉴于石墨烯基复合材料在超级电容器领域广阔的应用前景,综合国内外相关文献,同时结合所在课题组的研究成果,对石墨烯同金属氧化物、导电聚合物以及其他碳材料所形成的二元及三元复合材料的制备方法,及其用作超级电容器电极材料所表现出的优良性能等方面的研究进展进行了综述,最后对石墨烯基复合材料的未来发展方向进行了展望。     

成型工艺对超级电容器活性炭电极性能的影响

采用干法和湿法两种成型工艺制备了超级电容器用活性炭电极,考察了成型工艺对电极性能的影响。结果表明:干法电极碳颗粒之间接触更为紧密,干法电极密度达0.65 g/cm~3,相对于湿法电极提高了10%;干法电极在容量、内阻、循环性能上都优于湿法电极;干法成型工艺不使用任何溶剂,绿色环保、节省成本,是一种具有重要研究意义和商业应用价值的电极成型工艺。     

超级电容器用碳基电极材料研究进展

超级电容器作为一种绿色储能体系,在新型能量存储和转化系统发展过程中扮演着重要的角色。综述了超级电容器商业化应用的发展历史,介绍了超级电容器的分类、储能原理和两种电化学性能测试体系,重点阐述了三种改善碳基电极材料性能的思路:结构多孔化、尺度纳米化和材料复合化,展望了碳基电极材料的发展方向。     

NaOH活化制备超级电容器用活性炭球电极材料

以NaOH为活化剂、采用蔗糖水热法,制备超级电容器用高比表面积球形活性炭电极材料。采用标准N2吸附法、SEM和XRD对活性炭的结构进行表征,用恒流充放电测试其在1mol/L Et4NBF4/PC电解液中的电化学性能,并将其与日本商业电容炭YP17进行了比较。结果表明:ζ(NaOH∶活性炭)为5∶1、600℃活化1h制备的球形活性炭比表面积为3261m2/g,其比电容可达156F/g,远大于YP17(108F/g),大电流倍率性能突出。     

活性炭的制备及其在有机超级电容器中的应用

选择廉价的煤沥青为原料,经预处理和炭化,以KOH和CO2为活化剂在800℃进行物理活化和化学活化,制得活性炭。以1mol/LEt4NBF4/PC为电解液,制备超级电容器单元。测试结果表明,活性炭SBET达2352m2/g,总孔容为1.411cm3/g,平均孔径达2.399nm,振实密度达0.32g/cm3。制备的电容器为2.5V/5F,直流内阻为169m?,交流内阻为38m?,漏电流<2mA。4800次循环后,容量衰减<3%,能在–40～+60℃的宽温度范围内正常工作。     

热处理对活性炭在有机电解液中电容性能的影响

采用BET、XRD和XPS等方法,对惰性气氛中热处理前后的活性炭材料的结构和表面化学状态进行了表征,测试了其在1 mol·L–1 Et4NBF4/PC中的电容性能。结果表明,热处理后活性炭的比表面积和表面含氧量降低,比电容略有减小,但循环性能显著改善,自放电明显下降;800℃热处理后具有较佳的综合性能,比电容为131 F/g,1 000次循环充放电后容量保持率由87.7%提高到92.4%,24 h自放电率由45.2%降至37.2%。     

超级电容器用有机电解液中准参比电极稳定性研究

以惰性金属、氧化-还原体系和多孔碳材料作为准参比电极,以二茂铁的氧化-还原半峰电位值为内标,对准参比电极在季铵盐有机电解液中的稳定性进行研究。结果显示,金属准参比电极无法建立稳定的电荷平衡体系,其参比电位稳定性较差;氧化-还原体系可以在一定时间和范围内具有稳定的电荷平衡体系,但长时间工作电荷平衡体系会被破坏,导致参比电位稳定性变差;高比表面积多孔碳材料准参比电极具有大量的双电层电容,因而可以建立稳定的电荷平衡体系,具有良好的参比电位稳定性。     

碳点离子液体复合物的制备及其在超级电容器中的应用

以1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸离子液体和果糖为原料,微波作用下一步制得一种新型碳点离子液体复合物,用此复合物代替部分导电剂和粘结剂制成新型炭基超级电容器,并与传统的炭基超级电容器进行了比较研究。结果表明:所制复合物中有大量直径小于4nm的碳纳米粒子,70℃时电导率达到13.26×10–3S·cm–1。所制超级电容器充放电效率由传统炭基超级电容器的89.1%提高到97.3%,比电容由115.7 F.g–1提高到251.1 F·g–1,内阻由1.95Ω 降低为1.23Ω ,且循环性能显著提高。     

微波加热一步制备超级电容器用多孔炭

为了降低超级电容器用多孔炭的成本,以花生壳为原料,磷酸为活化剂,采用微波加热法一步制备了多孔炭,研究了该多孔炭的电化学性能。结果表明,当磷酸/花生壳质量比为3,微波功率为600 W,加热时间为20 min时,所制多孔炭的比表面积为1 494 m2/g。随着磷酸/花生壳的质量比从0.6增加到3,多孔炭的比表面积逐渐增大。在电流密度为50 mA/g时,所制电极的比容达196 F/g,300次循环后,其比容保持率为92.7%。