木质素基超级电容器电极材料研究进展

对木质素基双电层超级电容器电极材料、赝电容电极材料的制备技术与机理展开了综述,并对木质素基超级电容器材料的发展方向进行了展望,旨在为木质素基超级电容器材料的后续研发工作提供参考。     

纤维基可穿戴电子设备的研究进展

为促进纤维基柔性可穿戴电子产品的发展,推动柔性可穿戴电子产品的更新换代,带动传统纺织服装行业的转型升级,归纳了近几年柔性纤维基可穿戴电子设备的研究进展,并对其进行系统分类,包括传感器、能量收集储存设备和其他功能性电子设备;讨论了目前纤维基可穿戴电子设备中存在的问题和面临的困境;指出多领域交叉综合、电子集成以形成系统、对人体安全无危险、可洗且穿着舒适是柔性纤维基可穿戴电子设备的发展趋势,而基于纤维或纱线基的柔性可穿戴电子设备将成为下一代多功能柔性可穿戴电子产品的发展重点。     

纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极的制备

目的以纳米纤维素/碳纤维复合膜为导电基底,制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管超级电容器电极。方法利用超声处理和真空抽滤制备纳米纤维素/碳纤维复合膜;利用原位聚合法制备聚苯胺和聚苯胺/碳纳米管复合材料;通过真空抽滤法制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺电极和纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极。结果在纳米纤维素/碳纤维复合膜中,碳纤维形成了互穿导电网络结构,是良好的超级电容器电极导电基体;纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,在扫描速率为5 mV/s的条件下,质量比电容为380.74 F/g,且在1000次循环测试后,电容保留率为88.05%。结论以纳米纤维素/碳纤维导电复合膜作为基体制备的纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,可以作为超级电容器电极。     

生物质花瓣衍生的氮掺杂多孔碳材料制备及性能研究

多孔碳材料因具有大的比表面积、可控的孔径分布及优良的电导率,被认为是超级电容器的一种理想材料。基于熔盐策略,一步将生物质（花瓣）与尿素分子制备成氮掺杂多孔碳材料。结果表明：所合成的多孔碳具有丰富的微孔及中孔,比表面积高达633.6 m²?g^-1;氮元素均匀地掺杂在多孔碳中,增加了多孔碳表面的活性位点、表面极性、电导率等,同时提升了多孔碳的比电容和离子传输能力,显著降低了电阻,在1 A?g^-1的电流密度下氮掺杂多孔碳的比电容为204.4 F?g^-1,而未掺杂的多孔碳的比电容仅为149.9 F?g^-1。为氮掺杂多孔碳材料的制备提供了一种绿色、高效的合成策略,可用于超级电容器领域中。     

并联混合动力汽车复合电源控制策略的研究

通过对复合电源在混合动力汽车(HEV)中应用的研究,设计了针对某款并联式混合动力汽车的复合电源结构,并对其效率特性进行了分析,提出了复合电源的功率分配控制策略以及电池给超级电容充电策略,基于MATALAB/Simulink,建立了复合能量存储系统模型,并嵌入ADVISOR软件中,在城市道路循环UDDS工况下进行了仿真研究。仿真结果表明,通过采用该复合电源控制策略,可以充分发挥超级电容和蓄电池各自的优点,改善整车储能系统的存储效率,提高制动能量的回收效率。     

电动汽车能量存储技术概况

叙述了电动汽车能量存储技术的发展 ,说明了不同类型电动汽车对动力电池的要求不同 ,着重分析了动力电池 (包括铅酸电池、MH Ni电池 ,锂离子蓄电池和ZEBRA电池等 )技术现状以及优缺点。铅酸电池比能量低 ,技术成熟 ,价格便宜 ,在电动车辆中应用普遍。镍金属电池 ,特别是MH Ni电池 ,比能量和比功率较高 ,实现了商品化 ,目前已经作为铅酸电池的可替代动力电池。锂离子蓄电池是动力电池的发展热点 ,与前两种动力电池相比 ,具有更高的比能量和比功率 ,寿命长 ,是一种绿色环保电池。此外 ,对燃料电池、超级电容器和飞轮电池作了扼要介绍。动力电池的发展与电动车辆的需求密切相关 ,目前混合电动车辆发展迅速 ,其辅助动力电池需要高比功率特性 ,以提高车辆的动力性和经济性。     

碳纳米管的特性及其高性能的复合材料

碳纳米管具有超强的力学性能、极高的纵横比和独特的导电特性,是制备复合材料的理想形式。评述了目前碳纳米管复合材料的制备及其应用研究的动态。用化学镀方法制备的镍基碳纳米管复合镀层比传统的复合镀层具有更高的耐磨性能,结构为非晶态。讨论了复合镀制备金属基碳纳米管复合镀层的优越性及应用。用原位聚合法合成了导电聚苯胺-碳纳米管的复合材料,可以作为电池和电化学超级电容器的电极材料。      

电池型电容器─超大容量离子电容器

超大容量离子电容器又称电池型电容器,是一种介于静电电容器与二次电池之间的一种新型储能器件。它具有比静电电容器大得多的能量密度,又有比二次电池大得多的功率密度。适宜于短时大电流放电的情况下工作,可作为电动车辆的启动、制动电源,是解决电动车辆发展的瓶颈。笔者综述了超大容量离子电容器的储能原理、应用以及国内外的研究现状。     

基于充放电滞回特性的超级电容参数提取方法

准确提取参数对超级电容储能系统安全、可靠、高效运行具有重要意义.为克服测试系统复杂、有效数据点少、在线提取困难等问题,提出一种通过补偿内阻消除平衡充放电滞回差异的超级电容参数提取方法.该方法充分利用超级电容在充放电过程中由内阻压降引起的容值-端电压曲线不重合的物理特性,从充放电过程的所有数据中准确提取参数,可有效排除动...     

Construction of carbon quantum dots embed α-Co/Ni(OH)2 hollow nanocages with enhanced supercapacitor performance

The etching strategy of metal-organic frameworks is an effective process to prepare hollow electrode materials for enhanced electrochemical performance. But the relatively low conductivity of these electrode materials limits their further application. In this work, a series of carbon quantum dots (CQDs) embedded ZIF-67 precursors (ZIF-67@CQDs-X, X = 1.25, 2.50, 5.00, 7.50) are synthesized firstly. Then, by a facile and controllable chemical etching process, the CQDs doped α-Co/Ni(OH)₂ hollow nanocages (α-Co/Ni(OH)₂@CQDs-X, X = 1.25, 2.50, 5.00, 7.50) are successfully constructed. The optimized α-Co/Ni(OH)₂@CQDs-2.50 electrode delivers a high specific surface area (277.99 m² g⁻¹) and dramatically enhanced conductivity. Therefore, α-Co/Ni(OH)₂@CQDs-2.50 electrode presents a high specific capacitance (700 C g⁻¹, 1 A g⁻¹), superior rate performance (550 C g⁻¹, 10 A g⁻¹) and excellent cycling lifespan (retaining 79.93% of initial capacitance after 10 000 cycles). Coupled with the high-performance PPD/rGO as a negative electrode, the fabricated Co/Ni(OH)₂@CQDs-2.50//PPD/rGO device exhibits an outstanding energy density of 57.29 Wh kg⁻¹ at the power density of 0.375 kW kg⁻¹. It is proved that the CQDs embedding and chemical etching strategy are an effective way for constructing hollow materials with enhanced energy storage performance.