牵引型碳基超级电容自放电机理

自放电性质是研究超级电容荷电保持能力的重要因素.通过对牵引型50 000F大容量碳基超级电容的自放电率测试,采用离子扩散和电荷泄漏机制相结合的方法,预测了超级电容开路端电压随时间变化的快速下降区和缓慢下降区的分界点.在自放电初期大约550 min内,由离子扩散机制主导自放电进程;当超过550 min后,自放电过程中的端电压逐渐趋向由离子扩散机制修正的指数函数延迟.     

超级电容器电极材料研究

超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的贮能元件。介绍了超级电容器的性能优点、工作原理、应用前景 ,并详细综述了碳素材料、过渡金属氧化物、导电聚合物 3类超级电容器电极材料的研究进展     

电化学超级电容器建模研究现状与展望

电化学超级电容器简称超级电容器,作为一种新型的储能装置在电力系统中具有广阔的应用前景。建立一个能精确反映实际工作特性的模型对于超级电容器的合理使用、性能优化和系统仿真具有重要的研究意义。本文介绍了超级电容器的基本工作原理,综述了现有的各种超级电容器模型,详细分析了各种模型的特点和适用范围,针对在工程中应用最多的等效电路模型进行了实验验证,并对实验结果和模型结构进行了深入探讨,通过分析超级电容器建模研究现状和存在的不足,展望了超级电容器建模研究的发展趋势和研究重点。     

聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料的合成与电化学性能

以聚苯胺水凝胶衍生碳为载体,通过在载体材料上原位生长二氧化锰,制备了聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜及X射线光电子能谱仪对产物的化学结构、微观形貌和锰元素的价态进行了表征,并利用电化学技术对产物的超级电容性能进行了研究。研究结果表明,其具有较高的比电容（170 F·g^-1）、良好的电化学响应及倍率特性、较低的阻抗,以及较好的循环稳定性（循环1 000次,比电容保持率为94.7%）。本文开发的聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料具有制备方法简单和纳米结构理想等优点,在高性能超级电容器电极材料领域具有良好应用前景。     

纳米氧化锰电极在中性水系电解液中的电容特性

利用液相共沉淀法制备纳米氧化锰。用XRD和SEM进行了材料表征。以泡沫镍作集流体,以KCl、Na2SO4和K2SO4为电解液,通过循环伏安法,研究了不同的电位窗口、扫描速度和浓度对氧化锰电极电容特性的影响。结果表明,样品为无定形的α-MnO2·nH2O,粒径为40～50nm。氧化锰电极在Na2SO4和K2SO4电解液中具有良好的稳定性,在0.5mol/LK2SO4溶液中,–0.2～0.8V(vsSCE)的电位窗口内,具有良好的电容行为,比容量高达143.7F/g。     

真空法制备超级电容器碳电极材料

采用真空技术把硫酸电解质溶液引入大比表面积BP2000碳粉的内孔,增加碳材料内比表面积的利用率。采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗实验对真空处理前后的BP2000碳粉进行比较。实验结果表明,真空处理的最佳时间为30 min;真空处理后BP2000碳粉的比容量为260.1 F/g,比未经过真空处理BP2000碳粉提高约200%;组装电容器的比电容为84.01 F/g,增加了85.17%;真空处理后电容器循环充放电1 000次比容量衰减34.9%,真空处理前衰减73.1%。这表明真空法制备碳电极材料具有较好的可逆性和电容特性。     

含对苯二胺的聚苯胺制备及其超电容性能

常温下氧化苯胺和对苯二胺制备超电容聚合材料,研究对苯二胺用量对聚合物材料比电容的影响。通过循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗、FT-IR表征,结果表明控制对苯二胺和苯胺在一定比例范围内可以提高聚合物材料的比电容,在对苯二胺和苯胺物质的量比为2∶8时,聚合物材料比电容最高可达756 F/g(1 A/g),是同条件下聚苯胺比电容(600 F/g)的1.26倍,在高电流密度充放电下,聚合物材料在比电容方面依然保持显著的优势,聚合物材料具有0.1Ω的低电荷传质阻抗,可作为超级电容器材料。进一步分析表明,对苯二胺和苯胺聚合提高了聚合物材料中的醌环含量,进而提升了材料的赝电容。     

贮能式电源在航天火工品驱动的应用研究

相对于传统的功率电池式火工品电源质量大、测试性差的特点,提出了一种使用超级电容的贮能式火工品电源,不仅可大幅减轻质量,而且在系统研制各阶段都可进行测试。基于航天运载器可靠性要求高的特点,研究了超级电容贮能式电源的串并联设计方法和均衡方案,并分析了其可靠性和输出伏安特性,通过试验检验了其大电流驱动能力。     

Fe掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能

采用回流法以KMn O4和Mn SO4为前驱体,硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为铁源,制备出Fe掺杂的Mn O2纳米棒。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行表征,并使用循环伏安法、恒电流充放电法研究了样品的电化学性能。结果表明:当使用合适量的(NH4)2Fe(SO4)2时,制备出直径约为80 nm,长度为0.8~2μm的Fe掺杂Mn O2纳米棒。作为电极材料,Fe掺杂Mn O2纳米棒表现出良好的电化学性能,在1.0 A/g电流密度下,比电容达到620 F/g,比相同条件下纯Mn O2的容量高出56%。     

关于超级电容器的一种新型均压技术的研究

为了较好实现均压效果,提出了一种新型的超级电容器均压模型——飞渡电容与电感组合的分级均压技术。此方法采用分级控制的思想,一级采用相邻比较式电感均压,二级采用多飞渡电容均压。详细介绍了该方法的工作原理,并对各个参数计算进行了推导,最后对此方法用MATLAB软件进行了仿真。结果表明该方法极大地提高了均压的一致性、快速性,具有很高的应用价值。