热处理及碳纳米管复合对δ-MnO2超电容行为的影响

以高锰酸钾(KMnO4)和硝酸锰[Mn(NO3)2]为反应物,通过液相氧化还原沉淀反应制备出纳米MnO2电极材料,并进行不同温度的热处理。此外,还用同样方法在碳纳米管(CNT)存在的条件下制备出经200℃热处理的纳米MnO2/CNT复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和BET比表面面积测试方法对材料进行了表征,研究了热处理温度和CNT复合对纳米MnO2在1 mol/L LiOH电解质中电化学性能的影响。电化学研究结果表明,经200℃热处理的纳米MnO2具有较高的比电容,但循环稳定性不佳。经200℃热处理的含10%质量分数碳纳米管的纳米MnO2/CNT复合电极材料具有较好的循环稳定性和较高的比电容。     

La掺杂NiO电极非对称电化学电容器的研究

采用化学共沉淀法制备了La掺杂NiO非对称电化学电容器的电极材料.通过X射线衍射技术(XRD)对复合电极材料的组成和结构进行了分析;采用循环伏安法、恒流充放电法和交流阻抗法对其电化学性能进行了研究,结果表明:La的掺杂改善了NiO电极材料的充放电可逆性,降低了电极的内阻.这是由于La的引入在NiO晶格中形成缺陷,从而提高了材料的电导率和电极的电化学性能.当n(La)∶n(NiO+ La)=0.04时,La掺杂NiO电极在2 mol/L KOH溶液中,在400 mA/g大电流密度下放电,比电容高达128F/g.     

循环伏安沉积制备钽基氧化钌电极

研究了用循环伏安法在钽基体上制备电化学电容器用的氧化钌(记为RuOx·nH2O).实验在三电极系统下进行,先驱液钌化物中通过恒电流/恒电位仪产生循环伏安电位差,发生氧化还原变化,使水合钌化物(RuCl3·nH2O)逐渐沉积在工作电极基体钽基体上,逐渐转变成氧化钌(RuOy·nH2O).研究证明,循环伏安法制备的水合氧化钌在不同电压、不同扫描速度下电容性能较好,不同充放电电流下的充放电性能也较佳.     

钴镍硫化物及复合材料的制备及其性能的研究

使用L-半胱氨酸这种天然氨基酸辅助水热合成了直接在泡沫镍上生长的NiCo_2S_4(NCS),与氧化石墨烯(RGO)复合后发现NCS的比电容和循环性能有明显提高。之后又比较了RGO的浓度对NCS性能的影响,采用X射线衍射(XRD)对样品的结构进行表征,并通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电研究了NCS的电化学性能。发现当复合RGO的浓度为1 g/L时电极材料的电化学性能最佳。在1 A/g时其比电容为1 467 F/g,在经过3 000次循环以后,容量保持率高达80%。     

Sr-Bi-O/MWCNT复合电极材料的制备及其电化学性能

为了获得具有优异电容性能的超级电容器电极材料,采用溶胶–凝胶法制备纳米材料—锶铋氧化物(SBO),并运用水热法合成Sr-Bi-O/MWCNT(多壁碳纳米管)复合电极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电化学测试等分析研究了复合材料的形貌、结构和电化学性能。结果表明,6 mol/L KOH电解液中SBO/MWCNT在1 A/g电流密度下比电容高达516.8 F/g,且高于SBO(446.5 F/g)和MWCNT(12 F/g)。将电流密度提高至5 A/g,其比电容仍维持在446.4 F/g。EIS测试结果表明其具有较好的频率响应。这些结果显示SBO/MWCNT是一种理想电极材料,在能量储存和转换装置中有巨大的应用价值。     

核壳结构Co3O4水热法制备及其电化学性能

以硝酸钴为原料,柠檬酸三钠为模板,六次甲基四胺为成沉淀剂水热制备了核壳结构Co3O4,X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明,柠檬酸三钠的加入使制备的Co3O4呈现核壳状结构,循环伏安等电化学研究表明该材料的电化学电容性能较好,单电极比电容达到333 F/g。     

石墨烯/Bi2O3的制备及其电化学性能

采用溶剂热法制备了不同质量比的石墨烯/Bi_2O_3复合材料。经X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等表征了产物的组成、结构和形貌;通过循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明:所合成石墨烯/Bi_2O_3复合材料分散均匀,电化学性能优异,内阻较小。当氧化石墨与Bi_2O_3质量比为1∶1时,电化学性能最佳;在1 A/g电流密度下,比电容达到了753 F/g;10 A/g电流密度下,电容保持率高达87%,具有良好的倍率性;在2 A/g电流密度下经1 000次充放电循环,比电容保持率为71%。     

MnO_2/AMCMB复合电极材料的制备及超电容性能的研究

以KOH活化中间相炭微球(MCMB),通过KOH活化法制备了活性中间相炭微球(AMCMB),并以KMnO_4和MnSO_4为反应原料,用化学沉淀法合成了MnO_2/AMCMB复合材料。采用电子扫描显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品的形貌和结构进行表征。通过循环伏安、电化学交流阻抗、恒流充放电等方法研究AMCMB和MnO_2/AMCMB电极在6 mol/L KOH电解液中,0~1 V的电容行为。结果表明:AMCMB成功地复合了MnO_2;AMCMB电极放电比电容为155.52 F/g,MnO_2/AMCMB复合电极首次放电比电容增大至198.36 F/g。     

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。     

氢氧化镍/氧化石墨烯复合电极材料的研究

通过化学沉淀法,将氧化石墨烯与硫酸镍、过硫酸铵、氨水反应,制备出Ni(OH)_2/GO复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对样品的结构和形貌进行表征,并使用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法研究了样品的电化学性能。结果表明:Ni(OH)_2/GO复合材料呈现为大小不等的薄片状结构。作为电极材料,复合材料表现出优良的电化学性能,在1.0A/g的电流密度下,比电容达到476F/g,比纯Ni(OH)_2的比电容(387F/g)高出约20%。制备的Ni(OH)_2/GO复合电极材料适合作为超级电容器的电极材料。该方法提供了一种简单而温和的途径将氢氧化镍分散在氧化石墨烯的表面上,可用于能量存储和转换装置中其它金属氢氧化物/GO复合材料的制备。     

AC/AgO新型复合电化学电容器研究

以活性碳(AC)为负极材料,氧化银(AgO)为正极材料,1.4g/mL的KOH水溶液为电解液,水化纤维素膜为隔膜制备了AC/AgO新型复合电化学电容器。通过交流阻抗、循环伏安、充放电循环等测试考核了其性能。实验表明,AC/AgO新型复合电化学电容器等效串联内阻较低,有效工作电压可达到1.5V以上,具有良好的大电流放电性能和良好的充放电循环性能,以及较好的荷电保持能力。AgO电极在5A/g的电流密度下单电极比电容量达145.2F/g。电容器经过5700次充放电循环后,容量衰减小于10%。     

锂离子蓄电池纳米正极材料研究进展

纳米电极材料表现出许多优异的电化学性能:由于纳米电极材料比表面积大以及锂离子在纳米结构电极中扩散距离的显著缩短,可以减小电极的极化,提高电池的充放电容量;与普通微米级材料以适当比例混用时,可产生混配效应,提高电池的放电电压平台,改善电池的循环稳定性。介绍了锂离子蓄电池纳米正极材料LiCoO2、锂锰氧化物(LiMn2O4、LixMn2O4等,其中0.6≤x≤1.0)及其掺杂化合物的合成方法与特点,综述了这些纳米材料的电化学性能及其机理。     

聚苯胺/活性炭复合材料的制备及电化学性质

采用溶液聚合原位复合法制备出不同配比的聚苯胺/活性炭复合材料,在分别用扫描电镜(SEM)、红外光谱法(IR)、热重分析法(TG)和电阻率测试研究复合材料的形态、表面官能团、热性能和电导性能的基础上,使用恒流充放电和循环伏安(CV)技术研究了聚苯胺/活性炭复合材料作为双电层电容器电极时的电化学性质。实验结果表明:复合材料呈现较高的热稳定性,当炭含量达到20%时复合材料的导电性最好;50%活性炭含量的电极比电容高达400F/g;电极反应可逆性良好。     

石墨烯纳米片-氧化亚钴负极材料制备与表征

采用水热法结合500℃高温焙烧制备了新型高性能锂离子电池负极材料石墨烯纳米片-氧化亚钴(GNS-CoO)复合材料。采用XRD及TEM等手段对石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料结构和形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料的循环性能明显优于氧化亚钴,以200mA/g进行充放电得到首次放电比容量为1040.2mAh/g,50次循环后放电比容量为1027.8mAh/g,显示出良好的循环稳定性。     

氧化镍的热分解法制备及电化学电容器特性

采用水溶液化学沉淀法合成了b-Ni(OH)2粉末,利用热重(TG)、差热重(DTG)及红外光谱(IR)等方法对Ni(OH)2的结构和热分解特性进行了研究。以Ni(OH)2粉末作为前驱体,通过控制其在一定温度下热分解的方法制备了NiO粉末。采用发泡镍作为电极基体,以合成的NiO粉末作为活性物质制作成多孔氧化镍电极,利用循环伏安(CV)及恒电流充放电测试对氧化镍电极在碱性介质中的电化学性能进行了研究和分析。结果表明,NiO粉末材料具有典型的法拉第准电容特性,且其充放电反应的可逆性良好,适合于作为碱性电化学电容器的电极材料。     

超级电容器用RuO2/碳微线圈材料的研制

利用凝胶法在碳微线圈上进行氧化钌(RuO2)修饰,制备RuO2/碳微线圈电极,组装成纽扣式超级电容器,比较了两种电极材料的循环伏安及恒流充放电特性.结果表明:使用RuO2/碳微线圈组装的超级电容器,单电极比电容达213 F/g,高于碳微线圈材料组装的产品.与RuO2材料相比,RuO2/碳微线圈电极材料的大电流放电特性有了改善.     

锂镍氧化物的合成和电化学行为研究

通过不同原材料、温度、时间、气氛、流量等的控制来合成ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２，通过氧化还原滴定、Ｘ射线衍射等方法分析确定了各种合成物的结构和其中镍元素的价态；并通过充放电特性曲线和循环伏安等方法研究了合成物质的电化学行为。在空气中只能得到Ｌｉ２Ｎｉ８Ｏ１０相，只有在Ｏ２气氛下才能得到ＬｉＮｉＯ２相，虽然并非所有的ＬｉＮｉＯ２相都具有电化学活性。本文合成的ＬｉＮｉＯ２放电容量可达１３０ｍＡｈ／ｇ。文中还研究了镍锰及镍钴混合价控制电极，指出其具有良好的可逆性或较高的放电电位段。研究了ＬｉＮｉＯ２－ＧＩＣｓ电极，它具有极好的可逆性、平稳的放电电压和较大的扩散系数。最后，本文对镍的氢氧化物和锂氧化物的结构和电化学特性作了对比研究，以期对镍氧化物电极有较深刻的认识。     

石墨烯掺杂对炭气凝胶电化学性能的影响

以间苯二酚、甲醛、无水碳酸钠与氧化石墨烯为原料,通过溶胶-凝胶法制备得到了石墨烯基炭气凝胶。研究了石墨烯含量对材料微观结构与性能的影响。通过SEM对其表面形貌进行观察、XRD分析其结构和BET确定比表面积与孔径分布,再对所制备的材料进行电化学性能分析。结果表明:在进行一定量的氧化石墨烯掺杂后,炭气凝胶(CAG)表面孔隙结构坍塌破损程度明显降低,材料表面的孔洞结构比较完整。掺杂氧化石墨烯能够显著降低放电初始阶段的电压降,并且可以提升材料的电容性能。将CAG-0.25组装成超级电容器,比能量达到29.69 Wh/kg,充放电循环2000次后容量保持率为89.01%。