并流沉淀法合成氧化镍及其电容性能

以硝酸镍和碳酸铵为原料,采用并流沉淀法得到碱式碳酸镍前驱体,经300℃热处理后得到NiO。X射线衍射分析表明,其衍射峰位置分别为37.2°、43.2°和62.8°,与标准图谱比照,所制样品为立方相的NiO。按m(NiO):m(乙炔黑):m(聚四氟乙烯)=75:15:10制备电极材料,在电解液c(KOH)=5mol.L-1的三电极体系中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对其超级电容性能进行了考察。不同扫速循环伏安曲线表明,该材料具有典型的超级电容特性;交流阻抗测试结果表明,溶液电阻RL为0.5Ω,电极电阻RE为0.6Ω;在电位为0～0.4V,10mA.cm-2恒流充放电条件下,测得其放电比容量可达352.7F.g-1。经12mA.cm-2恒电流循环100次,其放电效率仍达97.5%。     

熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

熔盐法合成MnO2粉体及其超级电容性能

采用熔盐法在不同温度下制备了MnO2粉体.X射线衍射仪分析表明:粉体样品为α-MnO2和γ-MnO2晶混合物,反应温度越高样品的结晶程度越好.将MnO2粉体与石墨、乙炔黑、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素按质量比为75:10:10:2:3进行混合,在10 MPa压力下压制成电极.在2 mol/L (NH4)2SO4溶液中,用三电极体系对MnO2电极样品进行电化学性能测试.结果表明:制备粉体的反应温度是影响MnO2粉体制备的电极的电化学性能的重要因素,反应温度为450 ℃的粉体制备的电极样品电容性能最好.循环伏安测试表明该样品在0～1.0 V电位窗口范围内具有较好的矩形特征;交流阻抗测试结果显示样品具有典型的电容阻抗特性,其等效串联电阻和电极反应电阻分别为0.064 Ω和2.825 Ω.在电流密度为2 mA/cm2,恒流充放电时测得其放电比容量可达246.46 F/g.     

低温熔盐法制备MnO2及其电容性能研究

采用低温熔盐法在150 ℃的KCl-AlCl3体系中制备了MnO2,并对其结构和形貌进行表征,XRD结果表明所制样品主相为α-MnO2,SEM结果表明样品为微米级片状结构.以所制备的MnO2作为电极活性物质,在2 mol/L的(NH4)2SO4电解液中对其电化学性质进行测试和研究.循环伏安结果表明该材料具有良好的电容性能,用恒流充放电测得在1 mA条件下,放电比电容可达290.72 F·g-1.经5 mA恒电流循环100次后电极性能趋于稳定,充放电效率接近100%,表现出优异的循环性能.     

锰酸锂的制备及其在中性电解液中的电容性能

用高温固相法合成尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)电极材料.X射线衍射结果表明:800 ℃下得到纯的尖晶石型LiMn2O4样品.利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法研究LiMn2O4在2 mol/L(NH4)2SO4溶液中的电容性能.结果表明:LiMn2O4电极材料在中性电解液中有较好的电容性能,电极的充放电曲线基本呈线性关系,比容量可达90F/g.电极经500次循环后容量并无衰减,具有极好稳定性.交流阻抗结果显示:LiMn2O4电极材料在2mol/L(NH4)2SO4溶液中内阻仅为0.3Ω.     

无机盐水溶液反应合成MnO2纳米粉体及其电容特性

采用无机盐水溶液反应合成了纳米MnO2粉末。X射线衍射结果表明：所制备的MnO2是a-MnO2与γ-MnO2的混合晶相。透射电镜分析表明：所制备的MnO2粒径为4～20nm。由所制备的粉末在300℃煅烧3h后作为活性物质制成电极。在1mol／L的(NH4)2SO4电解液中,在电位范围(以饱和甘汞电极为参比电极)为0．15～0．75V的三电极体系中,通过循环伏安曲线考察了电极的电容性能。循环伏安结果表明：所制备的纳米MnO2具有优异的电容性能,通过恒流充放电测得其比容量最高可达150．4F／g,循环2～3次后．充放电曲线进入稳定状态,说明纳米MnO2具有较好的循环充放电性能。作为电极材料,纳米MnO2具有较好的应用前景。     

弱结晶α-MnO2超级电容器电极EIS分析

通过机械球磨法制备得弱结晶α-MnO2,并组装成对称型超级电容器进行充放电测试,对充放电若干次后的电极进行电化学阻谱测试。结果表明,电极过程先表现为半无限扩散阻抗特征,然后逐渐表现为有限层扩散阻抗,最后为阻挡层扩散阻抗;电极微分电容从2.40×10-1F减少到1.91×10-3F;交换电流密度先减少到69.8mA/g,经过325次循环后再大幅增加到534mA/g;电极反应电阻先增加到24Ω后减小到5.2Ω,而接触电阻则从0.89Ω增加到1.9Ω。     

碳纳米管掺杂MnO2电极的电化学行为

采用化学沉淀法制备MnO2并用L4060型多壁碳纳米管对其进行掺杂.用XRD与SEM测试对样品进行表征,结果表明产物为?MnO2和?MnO2的混合物,掺杂前微观团聚成絮状,掺杂后可以明显看到管状结构贯穿其中.通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试样品的电化学性能,结果表明掺杂量为5%时样品的电容特性最好,其放电比容量为349F/g,比掺杂前提高了77.27%,掺杂后样品的等效串联电阻(RESR)和反应电阻(RE)分别下降了58.14%和47.37%.     

微孔炭/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电容性能

纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的超级电容器电极材料,该文用简易的原位化学氧化法制备了微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了其电化学电容性能,结果表明,在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g,高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻(Rct)小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

二氧化锰的机械化学法制备及其性能

采用机械化学法制备了高比容量MnO2电容材料,考察了高锰酸钾与乙酸锰配比对产物结构及电化学性能的影响。用XRD对材料的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法分别研究了MnO2电极和超级电容器在6mol/LKOH水系电解液中的电化学性能。结果表明,当原料摩尔配比为1:1时,所得产物为无定型MnO2,其电极最大放电容量达到了536F/g。     

弱结晶a-Mn02超级电容器电极EIS分析

通过机械球磨法制备得弱结晶a-Mn02，并组装成对称型超级电容器进行充放电测试，对充放电若干次后的电极进行电化学阻谱测试。结果表明，电极过程先表现为半无限扩散阻抗特征，然后逐渐表现为有限层扩散阻抗，最后为阻挡层扩散阻抗；电极微分电容从2．40×10^-1。F减少到1．91×10^-3F；交换电流密度先减少到69．8mA／g，经过325次循环后再大幅增加到534mA／g；电极反应电阻先增加到24Ω后减小到5．2Ω，而接触电阻则从0．89Ω增加到1．9Ω。     

纳米无定型MnO2/炭黑复合电极的电容特性研究

以聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,加入高比表面积、高导电性的纳米级炭黑,采取化学共沉淀法制备MnO2／炭黑复合电极材料。借助SEM和XRD分析手段对样品结构及性能进行表征。研究结果表明复合材料为无定型、纳米级粉体。以不同的扫描速度、在不同的电位窗口范围内对MnO2／炭黑纳米复合电极作循环伏安测试和以不同的电流进行恒流充放电测试。结果表明：纳米级MnO2／炭黑复合电极在1mol／L的Na2SO4电解质溶液中具有理想的超级电容器特性。复合电极在电位窗口对应于饱和甘汞电极(saturated calomel electrode,SCE)电压为-0．2～ 0．8V范围内,具有良好的电容特性、电化学可逆性和良好的功率特性。复合电极的平均比电容达142．02F／g。     

氮掺杂多孔石墨碳的制备及储能特性

为得到高储能特性的超级电容器电极材料,以价格低廉的生物质——海带为碳源、三聚氰胺为氮源,通过聚合-NaOH活化法合成出纳米级氮掺杂多孔石墨化碳材料(NPGC)。通过XRD、BET、Raman和XPS测试手段对其进行了表征,结果显示:片层结构的NPGC具有大的比表面积(1771 m~2/g)、高的氮含量[x(N)=6.27%]和良好的石墨化强度(I_D/I_G=2.84)并对材料进行了循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗性能测试,结果表明:在电流密度为1A/g时,NPGC比电容高达267F/g,5000次恒流充放电循环后,其比电容仍为初始比电容的99.9%,具有优异的储能特性。     

Mn掺杂ZnCo2O4纳米片阵列的制备及电化学性能研究

通过水热合成再煅烧的方法在泡沫镍表面生长出了Mn掺杂的ZnCo2O4纳米片阵列。利用XRD、SEM、EDS-面扫描、XPS对样品的结构/形貌和掺入的Mn元素的分布情况进行了表征。然后,再进一步对样品进行了循环伏安曲线、恒电流充放电和循环稳定性的测试。结果表明,样品在电流密度为3 mA/cm2时,比电容达到了2 134.1 F/g;在电流密度为10 mA/cm2时,循环1 000圈,电容保持率为98.59%。因此,合成的样品比电容较高且循环稳定,是一种较为理想的超级电容器的电极材料。     

Co3O4/碳纳米管复合膜的超级电容器性能

采用电泳沉积法在镍片上沉积Co3O4/碳纳米管(CNT)复合膜。利用XRD、SEM和TEM对Co3O4/CNT复合膜进行物性分析,利用循环伏安和恒流充放电测试表征电容性能。研究表明在CNT表面成功包覆了一层Co3O4壳层,形成独特的核/鞘纳米电缆结构。电化学测试表明,Co3O4/CNT复合膜电极具有较好的电容性能,在充放电电流密度为0.5 mA/cm^2时,比电容高达282 F/g;增加电流密度到15 mA/cm2时,比电容为209 F/g,并具有优异的循环稳定性。     

超级电容器电极材料制备与性能研究

用恒电位沉积法在不锈钢电极上制备了MnO2薄膜,测试了循环伏安曲线及充放电性能。测试结果表明,充放电电压随时间呈线性变化,循环伏安曲线无明显的氧化还原峰,说明制备的MnO2具有良好的电容特性。     

MnO2的制备及其在电化学电容器中的应用

在不同的pH值下，以KMnO4氧化Mn(NO3)2分别合成2种化学MnO2. 晶体结构和晶型经X射线衍射仪和X射线扫描电镜检测，表明pH值对晶体形成有一定的影响. 在-0.3~0.6 V(相对Hg/HgO电极电位)范围用循环伏安法研究两种材料的电化学性能，结果显示它们具有静电电容特征. 活性炭作为对电极组成混合型电化学电容器与MnO2相同电极对称型电化学电容器相比，工作电压窗口和比电容都得到了提高. 恒流充放电显示，对称结构电极比电容分别为262和302 F/g；不对称结构电极比电容为348和342 F/g，具有较好的大电流放电能力和循环寿命.     

天然焦基活性炭的制备及其电化学性能

以永城天然焦为前驱体,KOH为活化剂制备高比表面积活性炭,并将其作为超级电容器的电极材料.采用N2吸附和X射线衍射(XRD)对活性炭的比表面积、孔结构及微晶结构进行了表征,用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学测试手段评价了其电化学特性.在碱炭比为4∶1,800 ℃活化1 h的条件下制备出比表面积2 441 m2/g,孔容1.5 cm3/g,中孔率67 %的活性炭.该活性炭电极在3 M KOH水溶液及1 M (C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯(PC)电解液中具有高的比电容(分别达到252 F/g,163 F/g),低的扩散阻抗(分别为0.5 Ω和6.8 Ω).     

固态凝胶超级电容的制备

制备了多孔碳电极和聚丙烯酸凝胶电解质,并将其组装成固态超级电容。采用循环伏安法测试电容性能,并与石墨电极进行了对比。结果显示,多孔碳电极超级电容的电流密度和比电容均高于石墨电极。通过恒流充放电测试了超级电容的储能特性。结果显示,在相同的电流密度时,终止电压越高,电容能量密度与电容密度越高。在终止电压相同时,电流密度越小,电容的能量密度以及电容密度就越大。电荷效率随电流密度增大而增大,当电流密度为5 mA/cm~2时,达到最高值76. 92%。     

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。