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。     

微波活化制备双电层电容器用活性炭的研究

以炭化椰壳为原料,微波活化制备出高比电容量双电层电容器用活性炭。考察了微波辐射时间、起电弧时间,以及KOH与炭化椰壳配比对活性炭比电容量的影响。结果表明,在微波辐射时间为7min,起电弧时间为5min,KOH与炭化料质量比约为3∶1时,比电容量达266.71F/g。以该活性炭作电极的双电层电容器具有良好的充放电性能和循环稳定性能。     

微波加热法制备电极材料活性炭

以煤为原料,KOH为活化剂,采用微波辐射加热法和电阻炉加热法制备出双电层电容器用活性炭。对比研究了两种工艺下KOH用量、活化时间对活性炭比电容量的影响,考察了活性炭双电层电容器的充放电特性。结果显示:微波活化时,ζ(KOH∶煤)为3∶1,起电弧时间5min,比电容为283.67F/g;电阻炉活化时,ζ(KOH∶煤)为4∶1,保温时间为1h,比电容为235.55F/g。经过100次循环充放电后,微波法和电阻炉法所得的活性炭的比电容分别保持在98.10%和91.04%。     

双电层电容器高比表面积活性炭的研究

以石油焦为原料,KOH和NaOH为活化剂制取双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料。考察了活化剂的种类及其与石油焦配比对活性炭比电容的影响,并对KOH和NaOH的混和物在活化过程中金属K和Na的协同作用进行了初步探讨。研究结果表明控制适宜的活化工艺条件可制得比电容高达52.60 F/g的高比表面积活性炭,用它组装成的双电层电容器具有良好的充放电性能。     

双电层电容器中单/双面涂覆电极的电化学性能比较

以KOH为活化剂,采用微波加热石油焦一步法制备了微孔活性炭。采用循环伏安和恒流放电法研究了双电层电容器中单面和双面涂覆的活性炭电极电化学性能。活性炭的亚甲基蓝吸附值为247.8mg·g–1,N2吸/脱附结果表明,活性炭比表面积为1037m2·g–1,微孔孔容为0.54m3·g–1。结果表明,1000次循环后,双面涂覆电极的比容、比容保持率和两电极电容器的能量密度保持率分别为227.3F·g–1、96.6%和97.4%均高于单面涂覆电极;而双面涂覆电极的内阻仅为0.42Ω,小于单面涂覆电极的内阻。     

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。     

5V型活性炭基超电容器的研制

详细探讨了活性炭基超电容器的电化学特性。直流充放电、循环伏安以及交流阻抗等实验显示了采用二次刻蚀方法制备的活性炭材料具有良好的容量性能和功率特性,活性物质的比容量为173.2 F/g,在大功率充放电条件下以活性物质为电极的电容器的比能量大于5.0 Wh / kg。采用新型工艺开发的 5 V小型电容器电容量达到3 F以上且电容器电阻低于120 mΩ,具有良好的电化学特性。     

复合活化剂组分质量比对活性炭微球电容性能的影响

为了制备高体积比电容活性炭微球(AMCMB),以KOH/NaOH为复合活化剂,在850℃下对中间相沥青微球(MPMB)进行活化处理。考察了KOH/NaOH复合活化剂不同组份质量比对AMCMB收率、振实密度及比电容的影响。结果表明:随着NaOH含量的增加,AMCMB的比电容呈现先增加后减小的趋势,并在质量比ζ(KOH:NaOH)=5:1时达到最大值81F/cm3,其孔径以微孔为主,中孔含量较高,平均孔径约为2.21nm,比表面积达2788m2/g,适合用作超级电容器电极材料。     

氧化改性Ni(OH)2的电化学电容特性研究

为获得高比电容量电极材料,制备出氧化改性Ni(OH)2,并对样品进行了XRD和XPS分析,通过恒流充放电测试分析了氧化改性Ni(OH)2/活性炭非对称型电化学电容器的电容特性,讨论了活性炭与氧化改性Ni(OH)2质量比对比电容量的影响。结果表明,氧化改性Ni(OH)2电容器性能稳定,稳定工作电压可达1.60V;在活性炭与氧化改性Ni(OH)2质量比约为2.7时,比电容量高达93.78F/g。     

碳化硅基骨架炭的制备及其电容特性研究

在微波加热条件下,无机碳化物SiC与Cl2反应,通过去除碳化物的非碳原子来制备骨架炭(CDC),采用XRD、SEM、HRTEM等检测方法,对制备的骨架炭进行了表征,研究了其电容特性。结果表明:CDC具有较低的电阻率,较高的振实密度,质量比电容量为170F/g,体积比电容量为110F/cm3,是一种性能优良的双电层电容器的电极材料。     

活性炭前处理对双电层电容器性能的影响

制备了沥青焦基活性炭双电层电容器用电极材料,将其分别经水洗、酸洗以及超音速气流粉碎处理。在1 mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯电解液体系中进行电化学测试,对比评价了各活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭电极比电容提高7%达到163 F/g,高功率放电性能明显改善,当电流密度由70 mA/g增加到1 A/g时,其电极比电容保持率为88%;活性炭进行超细粉碎后不利于电化学性能的提高。     

Sb掺杂SnO2修饰双电层电容活性炭电极的研究

应用sol-gel浸渍与热处理工艺相结合,在活性炭表面包覆Sb掺杂的SnO2薄膜对电极进行修饰,构成AC-SnO2/KOH/AC-SnO2双电层电容器,测试结果表明,400 mA/g电流密度条件下,修饰后的双电层电容器在0.001～1.5 V相对较高电压区间的放电容量,比AC/KOH/AC双电层电容器在0.001～1.0 V电压区间高36%,但AC-SnO2的单电极比电容仅为AC单电极比电容的91.9%;当电流密度大于400 mA/g,两种电极的大电流性能相当。     

改性活性炭双电层电容器电极材料研究

用氢氧化钾对普通活性炭活化改性,比表面积和总孔容由806m2/g和0.411cm3/g分别增加到1168m2/g和0.577cm3/g。用该材料制成硬币型双电层电容器,经测定炭材料比电容高达203.5F/g,提高了64%;等效串联内阻仅为1.94?,大电流放电时容量衰减小于10%。其突出优点是体积与面积比电容高达109.6F/cm3和17.4×10–6F/cm2。研究发现孔径分布于1.4～2.78nm的超微孔和小中孔,有利于电解质离子形成双电层而提高炭材料的电容量。     

有机双电层电容器用活性炭电极的修饰

利用石墨、炭黑、碳纳米管三种导电碳材料,对高比表面积活性炭进行掺杂修饰,制备有机电解液双电层电容器用薄膜电极。经电化学测试发现,在 1 mol/L 的 LiPF6/EC-DEC(体积比 1∶1)溶液中,经不同导电材料修饰后的活性炭电极,其单电极比容量和大电流充放电性能均有较大改善。其中,掺杂 10%(质量分数)碳纳米管的活性炭电极,在 330 mA/g 电流密度下的单电极比容量可达 81 F/g,比未掺杂活性炭电极 60 F/g 的比容量提高了 35%;电流密度从 60 mA/g 增至 330 mA/g,该电极的容量保持率为 79.4%。