Ti/IrO_2-SnO_2-CeO_2电极的电容特性

采用热分解法在360℃制备了Ti/IrO2-SnO2-xCeO2(摩尔分数)电极,通过X射线衍射(XRD)、交流阻抗(EIS)和循环稳定实验分析CeO2含量对Ti/IrO2-SnO2-xCeO2涂层组织、电容性能、频率响应特性和循环稳定性的影响。结果表明:CeO2可抑制IrO2-SnO2晶化,随CeO2含量的增加,IrO2-SnO2的晶化程度逐渐下降。含20%CeO2电极比电容可达505.7 F/g,是同频率下Ti/IrO2-SnO2电极的3倍。CeO2含量不超过20%时,对电极的传荷电阻Rct及弛豫时间常数τ影响较小。经历6000次循环后,10%CeO2电极电容增加了34.39%,20%CeO2电极电容增加了3.45%,显示电极优良的抗电容衰减能力。     

成分配比对Ti/IrO2-Ta2O5电极电容性能影响

摘要：采用低温热分解法制备了Ti基IrO2-Ta2O5氧化物涂层电极。通过X射线衍射(XRD),循环伏安曲线,交流阻抗谱,恒流充放电等测试方法分析了Ta含量对IrO2-Ta2O5氧化物涂层组织结构及电容性能的影响。结果表明,Ta2O5可抑制IrO2的晶化程度。随涂层中Ta含量增加,晶化度降低。当Ta含量为60mol%时,IrO2-Ta2O5电极的结晶度为6.4%,具有较小的电荷转移电阻和最高的比电容（239.2F/g）,比IrO2电极比电容(54.1F/g)提高了近4倍。     

涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明，IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下，经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能，是一种理想的超级电容器电极材料。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

RuO_2·nH_2O薄膜的制备以及物相演变和伏安特性

以RuCl3·3H2O水溶液为电沉积液,采用直流-示差脉冲组合电沉积技术,通过后续热处理工艺制备超级电容器用钽基RuO2·nH2O薄膜电极材料。用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、差热分析仪(DTA)、扫描电镜(SEM)和电化学分析仪,研究前驱体RuCl3·cH2O转化为RuO2·nH2O的物相演变行为以及微观组织形貌和循环伏安性能。结果表明:随着热处理温度升高,前驱体RuCl3·cH2O通过4步反应转变成RuO2·nH2O薄膜;该薄膜经历从无定形向晶体结构的转变。经300℃热处理的RuO2·nH2O薄膜电极材料的单位面积质量为2.5mg/cm2,比电容达到512F/g;当电压扫描速率从5mV/s增加到250mV/s时,其比电容下降34%。     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

超级电容器氧化锰电极电容特性研究

利用高锰酸钾和硫酸锰溶液之间的化学共沉淀法制备出氧化锰作为超级电容器的活性电极材料。通过循环伏安法和恒流充放电法,研究了不同热处理温度获得的氧化锰电极,不同循环次数以及不同放电电流条件下,在1mol／LNa2SO4水溶液中的电容特性。结果表明,经低温处理的氧化锰在电位窗口为-0．2～ 0．8V(VSSCE)范围内,表现出典型的电容行为。其中经45℃和80℃处理的氧化锰在放电电流为7．32mA／cm^2条件下,比容量分别为147．97F／g和112．26F／g。80℃处理的氧化锰电极循环性能较好。     

高比能量Ti/(Ir_(0.3)Sn_(0.7-x)Ce_x)O_2电极材料的制备及其电化学性能

采用热分解法在360℃制备Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2三元氧化物电极材料(0x0.5)。采用X射线衍射(XRD)、交流阻抗和循环伏安法分析成分对Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明:适量的Ce可降低氧化物涂层中金红石相的晶化程度,优化氧化物涂层的结构,并提高Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的电容性能。当x=0.2时,Ti/(Ir0.3Sn0.5Ce0.2)O2电极的比电容达到414 F/g,约为Ti/Ir O2-Sn O2二元氧化物电极的3倍;该电容材料表现出很高的比能量特性,在4.97 k W/kg的高功率密度放电时,对应的能量密度达到82.88 W·h/kg。当x≥0.3时,随着Ce含量增大,氧化物涂层的导电性能和频率响应特性会遭到恶化,对电极的电容性能不利。因此,Ce的含量控制在0.2(摩尔分数)以内为宜。     

超级电容器用LiMn2O4的制备与性能

采用高温固相法制备尖晶石型LiMn2O4电极材料.XRD结果表明经700℃煅烧即可得到尖晶石型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了合成过程中温度和时间对尖晶石型LiMn2O4电极材料在2mol·L-1.(NH4)2SO4溶液中电容性能的影响.结果表明LiMn2O4电极材料具有较好的电容性能.恒流充放电和循环伏安结果表明,当煅烧温度700℃,恒温时间4-2Ah时,其容量并没有明显的变化,电流密度为10mA·cm-2时,其放电比容量保持在127F·g-1.交流阻抗结果也表明,LiMn2O4电极在2mol·L"(-1H4)2SO4溶液中具有较好的电化学电容行为,700℃下煅烧的样品的溶液欧姆电阻仅为05Ω.     

水解沉淀法制备超级电容器SnO_2·XH_2O电极材料（英文）

采用水解沉淀法制备SnO_2·XH_2O电极材料。经过不同温度的焙烧,将得到的SnO_2·XH_2O电极材料用X射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和热失重测试(TGA)进行分析。XRD测试表明,SnO_2·XH_2O电极材料为金红石结构。TEM证实了SnO _2·XH_2O的形貌。TGA表明,随着焙烧温度的升高,SnO _2·XH_2O含水量降低。通过循环伏安法,恒流充放电和循环寿命研究了Sn _2·XH_2O的电化学行为。CV测试表明,在200℃下焙烧的SnO _2·XH_2O电极材料在5 mV/s,0.5 mol/L H_2SO4中的比电容为36.1 F/g。经过_2000次循环后,比电容与首次循环的比电容相比减少了2%。这些结果表明用化学沉淀法制备的Sn O_2·XH_2O是超级电容器良好的候选材料。     

添加纳米IrO_2的新型涂层IrO_2-Ta_2O_5钛阳极的制备及性能

以纳米IrO2晶粒部分取代H2IrCl6分散于前躯体溶液中,以此改进工艺制备一种Ir和Ta的摩尔比为7-3的IrO2-Ta2O5涂层钛阳极,通过XRD和SEM分析所制备钛阳极表面涂层的物相组成和形貌特征,采用析O2极化曲线、循环伏安和强化寿命测试方法分别研究电极的电催化性能与稳定性。结果表明:在纳米种子嵌入电极涂层中存在的物相分别为IrO2基固溶体(Ir,Ta)O2和IrO2;与采用传统方法制备的电极相比,含纳米种子嵌入结构涂层的钛阳极具有更优越的电催化活性和耐蚀性。     

碳钌复合材料在碱性电化学电容中的应用

采取溶胶凝胶法在活性炭表面原位合成RuO2·xH2O,经150℃热处理后制成的碳钌复合材料首次应用于碱性电化学电容器中。经电化学测试表明,碳钌电极在碱液中具有良好的容量性质和高功率放电特性,当电流密度为1.0A/g,钌含量为15%(质量分数,下同)的复合材料作为碱性电容的正极,其单电极比容量可达274F/g,是空白活性炭材料的1.22倍,并可较好地抑制电容自放电;该复合材料作为碱性电容的负极,相同电流条件下虽然也具有较高的单电极比容量(278F/g),但电容的自放电现象较为严重。     

渗碳工艺下纯Ti板显微组织及晶粒长大动力学

研究不同渗碳工艺对纯Ti板微观组织和表面强化的影响,分析了晶粒长大阶段动力学特征。根据不同热处理温度(600、700、800℃)及时间(3、6、9h)下光学显微组织的转变规律,纯Ti板渗层硬度随渗碳温度升高和保温时间延长的变化趋势,确定500℃+1h真空预处理和700℃+6h渗碳处理为较佳渗碳工艺。分析了长大阶段晶粒平均尺寸变化,计算不同温度下晶界迁移速度,确定长大动力学时间指数和晶粒长大激活能分别为0.5、72.02kJ·mol-1,表明晶粒长大阶段激活能主要由空位激活能和晶界扩散激活能共同作用引起。     

热处理对超级电容器MnO2电极电化学性能的影响

采用阳极电沉积法制备MnO2粉末,并在不同温度(200～450℃)下对MnO2热处理,通过XRD分析热处理温度对MnO2粉末物相结构的影响,采用循环伏安法、恒流充放电法测试热处理温度对MnO2电极电化学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,MnO2由原始的γ-MnO2逐渐变为β-MnO2,MnO2电极的比容量先增加后减小;当温度为300℃时,MnO2电极的比容量达到最高,在0.5 mol/L Na2SO4溶液中循环伏安扫描速度为10 mV.s-1条件下,电极比容量为156 F.g-1,且此时电极的稳定性良好,在10000个循环充放电内MnO2电极比容量几乎无衰减。     

烧结温度对热分解制备的RuO2电容性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、恒流充放电和电化学表面分析研究了热处理温度对Ti/RuO2电极结构和电容性能的影响。XRD分析结果表明,Ti/RuO2电极的晶化程度随制备温度的升高而逐渐提高;恒流充放电、功率-密度特性和电化学表面分析结果表明,电极的比电容随制备温度提高先增大后减小,在临界晶化温度附近300℃制备的Ti/RuO2电极拥有最高的比电容、能量密度和功率密度。     

热处理工艺对钛片表面晶体结构与形貌的影响

对钛片进行了不同温度与保温时间的热处理,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线光电子谱等分析测试技术研究了热处理工艺对钛片表面晶体结构、形貌、元素组成与价态的影响。实验结果表明:400℃时钛片发生了微量的氧化。随温度增加,钛片表面生成了明显的金红石型二氧化钛层,晶粒尺寸增大;600℃保温10 min热处理后,氧化生成的二氧化钛层表面呈现层状,保温时间增加到60 min后呈现米粒状,800℃处理后呈现柱状;XPS测试表明氧化层中的钛元素为+4价。     

纳米结构氧化锰/碳复合材料的制备及其超级电容器性能研究（英文）

通过水热法在150℃保温6h和9h制备了纳米带状氧化锰与碳复合材料(MnO(OH)/C)。表征和分析结果表明,MnO(OH)为纳米带状结构,直径为4~8nm,长度为几微米,碳为近似球形结构,直径约为50nm。以1.0mol/L的Na_2SO_4溶液为电解液,以所制备的MnO(OH)/C复合材料为工作电极,对其超级电容器循环伏安和恒流充放电性能进行了分析。结果表明,在0.2A/g的电流密度下,电极材料的比电容可达到116.3F/g,当电流密度增加至2.0A/g时,其比电容保持率可达82.6%。     

电解液对Ti/RuO_2-TiO_2电极电容性能的影响EI北大核心CSCD

采用热分解法在270℃制备钛基RuO_2-TiO_2氧化物涂层电极材料。利用循环伏安、电化学阻抗谱等方法研究Ti/RuO_2-TiO_2电极分别在0.5 mol/L H_2SO_4、0.5 mol/L Na_2SO_4和1.0 mol/L NaOH电解液中的超电容行为。结果表明:在酸性溶液和碱性溶液中Ti/RuO_2-TiO_2电极有较低的电荷转移电阻和优异的赝电容特性,比电容分别达到550 F/g和578 F/g;而在Na_2SO_4溶液中,该电极的电荷转移电阻较高,表现为典型的双电层电容特征,比电容仅为335 F/g;经历2000次循环充放电测试后,该电极在中性Na_2SO_4溶液中的稳定性最高,荷电能力仅下降3%;在酸性H_2SO_4溶液和碱性NaOH溶液中,该电极的荷电能力分别下降17%和29%。结合SEM和能谱分析可知:RuO_2-TiO_2在Na_2SO_4溶液中几乎不发生腐蚀,表现出良好的循环稳定性;RuO_2-TiO_2涂层在NaOH溶液中发生严重的面腐蚀,而在H_2SO_4溶液中则发生严重的点蚀,导致活性氧化物减少,荷电能力下降。     

Ta掺杂IrO2活性氧化物电子结构的DFT分析

Ta掺杂的Ir-Ta-O是电化学工业中具有代表意义的电极材料。采用基于密度泛函理论(DFT)的投影缀加平面波中的广义梯度近似方法,对金红石型Ir8O16和Ta掺杂的Ir7Ta1O16复合氧化物的晶体和电子结构进行计算。结果表明,IrO2的结构数据与文献报导相吻合。掺 Ta的Ir7Ta1O16存在2种不同结构,二者晶体结构参数、系统总能和电子结构很接近。Ta掺杂可使Ir8O16晶胞体积增大,使体系相对稳定。掺Ta的(Ir,Ta)O2与IrO2类似,也体现金属的导电特性。Ta原子比Ir原子失电子能力强,掺杂后Ta原子周围的电子向O原子转移,为体系提供了更多的离子键。     

Fe_3Ga合金的热处理和异常热膨胀行为

采用光学加热区熔法制备了目标成分为Fe72.5Ga27.5的Fe3Ga合金取向晶体,对Fe72.5Ga27.5合金分别进行了1100℃保温4 h和1100℃保温1 h/500℃保温3 d/350℃保温15 d两种热处理,研究了Fe72.5Ga27.5合金的相组成和热膨胀行为。结果表明,热处理前Fe72.5Ga27.5合金为D03相,1100℃保温4 h热处理得到D03相L12相的混合相,在1100℃保温1 h+500℃保温3 d+350℃保温15 d的热处理工艺条件下可获得完全单相的L12相结构。L12相结构的Fe3Ga合金在600℃到645℃温度区间其铁磁转变和相转变共同发生,使得在该温度范围附近出现了反常热膨胀,热膨胀系数接近于零。