煤基活性炭用作双电层电容器电极材料

以云南小发路煤矿产无烟煤为原料,KOH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。系统考察了活化剂用量、活化时间和活化温度对活性炭电容特性的影响。研究结果表明,在mKOH/m无烟煤=4、升温速度为4℃/min、活化温度为750℃及保温时间为1h的工艺条件下,可制得双电极比电容达69.7F/g的无烟煤基高比表面积活性炭,由它组装的模拟双电层电容器具有良好的充放电性能和循环性能。     

超级电容器用多孔碳材料的研究进展

双电层电容器是近年发展起来的一种新型储能装置。制备双电层电容器电极的材料主要为多孔碳材料 ,目前碳电极材料电容器已成功地商业化。介绍了双电层电容器用活性炭粉、活性炭纤维和炭气凝胶等的制备方法、结构与性能的关系及结构控制等的研究进展。讨论了碳材料结构性能如比表面积、孔径分布、表面官能团等对双电层电容器性能的影响。同时介绍了双电层电容器用中孔碳材料的孔径控制方法如催化活化法、混合聚合物炭化法和模板炭化法等的研究发展情况     

多孔碳电极用于多硫化钠-溴储能电池

研究了多硫化钠-溴(PSB)储能电池用多孔碳电极。电极材料为活性炭、导电炭黑、热塑性聚合物粘结剂,电极采用热压成型方法制备。用多孔炭电极作为电池正负极,系统地探讨了电极组成、活性炭颗粒粒径、造孔剂对电池充放电性能的影响。粘结剂量一定时,导电炭黑、活性炭比例存在最优值。大颗粒活性炭有利于保持电极的机械稳定性。加大造孔剂的量,促进了电极内孔的连通性,电池性能提高。活性炭制得的电极具有较高的电化学活性,在80 ℃、120 mA/cm2放电电流密度时比功率达0.14 W/cm2(1.19 V),可见活性炭是一种高性价比的PSB储能电池电极材料。     

超级电容器碳电极材料的制备及性能

以普通煤焦油沥青为前驱体,KOH为活化剂,采用化学活化法,在500~1 000℃下制备了超级电容器用活性炭电极材料,分析了温度对材料微观结构的影响。通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法,分析了不同多孔活性炭在有机电解液中的电化学行为。在500~700℃内,比电容随活化温度的升高而升高,700℃下活化的活性炭的比电容最高;活化温度在700℃以上,活性炭的比电容降低。在700~1 000℃下制备的活性炭,在有机电解液中表现出良好的电化学行为。     

活性中间相炭微球在超级电容器中的应用

利用KOH化学活化方法制备活性中间相炭微球(MCMBs),通过改变活化剂比例、活化温度及活化停留时间,考察活化条件对活性炭微球吸附性能和孔结构的影响,发现活性炭微球孔结构的变化与活化剂添加量之间存在良好的相关性;未经过炭化处理的中间相炭微球具有独特的各向异性结构,其碳层取向性强,活化产物对小分子(如碘分子)吸附质量具有良好的吸附性能.最大值可达到2 383 mg/g;以活性中间相炭微球为电极材料制备的水系双电层电容器循环性能良好,最大质量比电容可达271 F/g.     

碳基双电层超级电容器电极材料的研究进展

双电层电容器作为超级电容器的重要一种，因其成本低、环境友好成为广受关注的新型绿色储能装置。碳基材料是双电层电容器电极材料开发的重点。主要综述了以活化多孔碳、碳纳米管、有序介孔碳、石墨烯为代表的碳基电极材料在双电层电容器中的应用进展，并对其发展前景进行了总结与展望。     

我国研发成功电动汽车新电源 充电只需10多分钟

9月1日,天津市政府组织召开产品发布会,正式宣布高能镍碳超级电容器在天津研制成功。高能镍碳超级电容器是中国工程院周国泰院士领衔的科研团队采取综合性能平衡设计思路,提出了一种内并式超级电容器结构方案,将活性碳材料引入镍氢电池负极,即一个电极采用电极活性炭电极,而另     

超级电容器用葛根基活性炭的制备及性能研究

以葛根为原料,通过K2CO3/KOH混合碱活化方法制备了高比表面积电极材料活性炭,采用氮气吸-脱附、X射线衍射光谱法(XRD)、恒流充放电以及循环伏安法考察活性炭样品的表面性质、孔结构以及电化学性能,进一步考察了碱活化浓度、活化温度对活性炭的比表面积、孔结构和电化学性能影响。结果表明:活性炭的最佳碱炭比为3∶1,活化温度为800℃,比表面积最高达2700 m2/g,在6 mol/L的KOH电解液中,超级电容器法拉第比电容为325 F/g,具有很好的电化学性能。     

超声波混浆对活性炭电极电容性能的影响

以商品活性炭YP-15为电极材料,采用普通搅拌混浆和辅助超声搅拌混浆制备活性炭电极,研究了混浆方式对活性炭电极电容性能的影响.结果表明:与普通搅拌混浆相比,超声波混浆能够提高导电剂在活性炭中的分散性和均匀性,所制活性炭电极具有更佳的综合电化学性能.超声混浆所制备活性炭电极的放电比电容达到98.6 F/g,高于普通混浆活性炭电极的92.2 F/g;由于超声混浆活性炭电极的内阻更小,具有优异的比能量与功率特性,能够实现23.03Wh/kg的最大比能量和大于5 000 W/kg的最大比功率;且具有非常优异的循环性能,经过5 000次循环放电比电容衰减率仅为2.3％.因此,超声辅助混浆是制备高性能超级电容器活性炭电极的一种较为理想的前处理方法.     

PVDC基活性炭的制备与电容性能

以聚偏二氯乙烯(PVDC)为原料、采用水蒸气活化制备超级电容器用活性炭电极材料.采用N2吸附法对材料的比表面和孔结构进行了研究,通过恒流充放电和循环伏安测试等方法研究了材料在6 mol/L KOH溶液中的电化学电容性能.结果表明,该方法在900℃下可制备出高比表面积(2 296 m2/g)、富含中孔(中孔率为42.7%)的活性炭材料,适合用作超级电容器的电极材料.在880℃下活化1h制备的活性炭,比电容为177 F/g (50 mA/g),大电流倍率性能良好.     

铅碳超级电池混合负极的研究

超级电池是目前很多科研工作者关注的研究领域.制备铅碳超级电池的关键是负极,本文通过研究不同碳材料对混合负极的影响,制备出了具有较高放电容量的铅碳超级电池.循环伏安测试表明,混合负极中活性炭含量为1.0％时电极的可逆性最好,活性炭含量为8.0％时,电极表现出明显的电容特性.混合负极中添加球形石墨的电池低温性能最好,而且在循环过程中电池的失水和内阻变化都较小,并能有效抑制负极铅颗粒的团聚.     

基于碳材料和二氧化锰的复合型超级电容器性能研究

利用碳材料廉价、高比电容、易制取等独特优点,通过优化组合活性炭、碳纳米管和二氧化锰材料的配比,制备碳基复合电极材料。根据循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等实验测试,结果显示由上述复合电极组装的电化学超级电容器具有较高的功率密度和能量密度,并具有适用于大电流放电的频率特性和阻抗特性。经过若干次的充放电后,电容仍呈现出良好的循环特性。因此得出,由该炭基复合电极材料组成的超级电容器是一种理想的储能器件。     

磷酸活化对活性炭及铅炭电池性能的影响

铅炭电池兼具铅酸电池和超级电容器的优点。为进一步提高铅炭电池的性能,以稻壳为碳源、磷酸(H₃PO₄)为活化剂,制备铅炭电池用稻壳基活性炭,考察浸渍比、活化温度和活化时间等参数对活性炭物化特性及铅炭电池性能的影响。控制活化参数,可改变活性炭的孔隙结构：浸渍比越高,比表面积和介孔率越大;550℃的活化温度更适用于合成高介孔率的活性炭;当活化时间在90 min以上时,微孔、介孔倾向于塌陷成大孔。在浸渍比1.00∶3.85、活化温度550℃及活化时间90 min下合成的活性炭,兼具高比表面积(1 087.6 m²/g)和高介孔率(85.31%),应用于负极中,可提高铅炭电池的高倍率部分荷电状态(HRPSoC)循环寿命：循环寿命高达13 738次,是空白电极的29.9倍。     

超级电容器用聚苯胺/活性炭复合材料

以过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用苯胺在改性活性炭表面原位聚合方法,制备了聚苯胺/活性炭复合物.研究了不同氧化剂用量,不同活性炭比表面积等对苯胺转化率及制得的复合材料电极性能的影响.在6 mol/L KOH电解液中,以Hg/HgO为参比电极对复合材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能的测试.结果表明,在活性炭与苯胺摩尔比较小时,随着氧化剂量的增加,苯胺转化率逐渐提高,制得复合材料的电容特性却显著下降.在保持苯胺与氧化剂摩尔比不变时,提高活性炭与苯胺的配比,可以一方面提高苯胺转化率,另一方面提高聚苯胺/活性炭复合材料比电容值.当活性炭、苯胺、过硫酸铵的摩尔比为7∶1∶1时,苯胺收率达到95%以上,制得电极材料的比电容值由纯活性炭的239 F/g提高到409 F/g,提高近71.1%.     

碳气凝胶在电化学超级电容器中的应用

碳气凝胶具有导电性好、比表面积高和孔径分布可调的特点,被认为是一种理想的超级电容器电极材料。介绍了碳气凝胶材料的制备工艺和流程,从活化改性及与高比电容量材料的复合两个方面,综述了碳气凝胶及其复合材料在电化学超级电容器中的应用研究进展,提出了研究中存在的问题和今后的研究方向。     

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的循环伏安研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。     

2.7V/1500F聚合物电容器制备与性能

以中间相沥青为前驱体,以KOH和CO2为活化剂,采用物理—化学联合工艺制备了高比表面积的超级电容器用活性炭电极材料;以所制备的活性炭为电极材料制备了2.7V/1500F聚合物超大容量电容器,并对其充放电特性、容量、内阻、循环性能、漏电流、安全性能进行了测定。实验结果表明:所制备的活性炭为电极材料制成的碳基超级电容器,其充放电曲线表现出良好的电容特性,实际容量可达1 670F,活性物质的克容量为110.6F/g,电容器内阻在6mΩ以下;在大电流放电条件下,电容器的能量密度可达5.96 Wh/kg,5 000次循环后容量无明显的衰减现象。过充、短路、挤压和针刺四项安全测试测试结果良好。     

多孔炭电极的结构特性与其电化学性能

以中间相炭微球作为前驱体,在不同条件下进行炭化预处理,再经过化学活化热处理制备活性中间相炭微球,以此为电极材料组装超级电容器并进行电化学测试。研究发现:中间相炭微球的碳层取向随着炭化温度的升高而趋于规整,碳质前驱体整体抵御活化剂刻蚀的能力加强,表现为活化收率随炭化预处理温度的升高而增加,而比表面积和孔容则呈下降趋势;经过炭化预处理的活性炭微球系列样品具有良好电容保持率,在50mA/cm2放电时电容下降仅为1mA/cm2条件下的30%;将活性炭微球的碘吸附值与双电层比电容进行线性拟合,发现碘值与比电容具有良好的线性相关性。     

沥青基活性炭制备及其电化学性能研究

选物理性能相近的各向同性沥青和各向异性沥青作为前驱体,在相同条件下进行KOH化学活化制得沥青基活性炭,通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和低温N2吸附研究活性炭的微结构,以此研究前驱体结构的差异对活性炭产品微结构参数的影响,并将其作为电极材料,以1 mol/L(Et)4NBF4作为电解液组装成有机双电层电容器.通过恒流充放电、循环伏安曲线和交流阻抗测试其电化学性能,发现各向同性沥青活化后具有较好的孔结构及较高的比电容(173.9 F/g)、较低的内阻和较好的功率特性.     

淀粉基活性炭微球的制备及电化学性能研究

以马铃薯淀粉为前驱体,采用磷酸-水蒸气混合活化法制备具有良好孔径分布的淀粉基活性炭微球。采用扫描电子显微镜(SEM)和77 K条件下的N2吸附,对所得样品的形貌和孔隙结构进行表征,讨论不同活化处理时间对所得样品的孔隙结构的影响。将制备的淀粉基活性炭微球组装扣式两电极测试体系,在6 mol/L KOH电解液中对其进行循环伏安性能(CV)测试。测试结果表明,制备的淀粉基活性炭微球具有良好的倍率性能,在400 mV/s的扫描速率下,所有活化样品的循环伏安曲线均能保持矩形形状。在32.7 A/g的电流密度下,活化时间为80 min时所得的淀粉基活性炭微球的质量比电容为103 F/g。