制备参数对磷酸钴形貌和电化学赝电容性能影响

以化学沉淀法制备磷酸钴,考察前驱物种类和比例对磷酸钴形貌、粒子大小和电化学赝电容性能的影响。结果表明,不同前驱物以及前驱物的摩尔比对所制备产物的表面形貌、粒子大小及电化学赝电容性能皆有一定的影响。当以硝酸钴和磷酸钠为前驱物且其摩尔比为3:2时,制备材料在0.5 A/g放电电流密度下,比电容可达383.6 F/g。在1.0 A/g的充放电电流密度下循环2000次后,以Na_3PO_4-Co(NO_3)_2为前驱物所制备样品的比电容衰减为起始值的86%。     

聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

氧化石墨烯/聚苯胺纳米线复合材料的制备及电化学电容性能研究

采用化学法在氧化石墨烯(GO)表面垂直生长出聚苯胺(PANI)纳米线阵列。利用SEM、FT-IR、Raman对所制备的GO/PANI复合材料的形貌及结构进行表征。该复合材料的电化学电容性能通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电进行表征。研究结果表明:在0.2A/g的电流密度下,GO/PANI电极首次充放电比电容可高达469F/g,高于纯PANI电极的452F/g,复合材料的电荷传递电阻为1Ω·cm2。同时,GO/PANI的循环稳定性及倍率特性得到极大的增强。     

电解液对超级电容器Mn_3O_4电极材料性能的影响

以应用于超级电容电极的锰氧化物材料为主要研究对象,用溶剂热法制备四氧化三锰(Mn3O4)电极材料,以X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料性能进行了表征,采用循环伏安法、恒电流充放电法和电化学阻抗法对材料电性能进行了测试,分别以1 mol/L硫酸钠(Na2SO4)和6 mol/L氢氧化钾(KOH)为电解液研究了不同电解液对Mn3O4电极材料性能的影响.结果表明,当电流密度为0.5 A/g时,Mn3O4在KOH电解液中的比电容为48 F/g,相比在Na2SO4电解液中所得的比电容22 F/g要大.     

活性炭纤维织物负载网状NiCo_2O_4纳米线及其电化学性能

采用高温还原法制备活性炭纤维织物(carbon network,CNW),以CNW为衬底采用溶剂热法负载NiCo_2O_4纳米线,制备CNW/NiCo_2O_4复合物。利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、恒电流充放电(CP)、交流阻抗(EIS)等分别对电极进行结构表征和电化学性能测试。结果表明:CNW/NiCo_2O_4具有出色的电化学性能;电流密度为2mA/cm~2时,比电容高达1037.7F/g;充放电循环1000次后,比电容衰减13.4%。     

多孔Co3O4纳米片的制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法制备片状Co(CO3)0.5(OH).0.11H2O前驱物,经400℃煅烧2 h即可得到多孔Co3O4纳米片.通过场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(HRTEM)观测了纳米片的形貌,利用X射线衍射(XRD)分析了纳米片的结构,通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试了材料的电化学电容性能.结果表明:多孔Co3O4纳米片厚度约为50 nm,孔径主要分布在10 nm左右;0.5 A/g恒流充放电情况下,比容量高达707 F/g,当电流密度高达8 A/g时比容量依然高达547 F/g;同时,该材料循环1 000次后,容量保持率为97.4%.     

MnO2/石墨烯复合气凝胶的制备及其电化学性能

研制出超长周期、高比电容的超级电容器电极是未来储能器件的关键。采用了一种简便有效的自组装水热法合成了二氧化锰/还原氧化石墨烯(MnO2/RGO)复合气凝胶。通过一系列表征技术对其形貌和结构进行了分析。其电化学性能测试结果表明,当电流密度为1A/g和40A/g时,MnO2/RGO比电容分别可达到252F/g和146F/g,具有较好的倍率性能。此外,复合气凝胶在20A/g的高电流密度下,经过10 000次循环后,其比电容为初始电容的87.8%,说明此复合材料具有优异的循环稳定性。杰出的电化学性能归功于:1)三维(3D)石墨烯气凝胶不仅为MnO2粒子提供了良好的支撑,而且促进了离子和电子的快速转移;2)MnO2粒子可以抑制RGO的团聚和重叠。     

功能化石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能

通过水热法制备氨基功能化改性石墨烯(NFG)和还原氧化石墨烯(RGO)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备材料的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对NFG和RGO的超级电容器性能进行测试。在放电电流密度为1 A/g时, NFG和RGO分别在1 mol/L的H_2SO_4溶液中的比电容为307 F/g和134 F/g。经过2 000次循环充放电后, NFG和RGO的比电容分别为初始值的97.7%和95.5%,结果表明制备的超级电容器电极材料具有优异的充放电性能和循环稳定性。     

纳米结构坡缕石改性聚苯胺超级电容器电极材料的研究

通过原位聚合法制备了超级电容器用坡缕石改性聚苯胺复合电极材料,对其结构和形貌进行了表征,并在1.0mol/L H2SO4溶液中对其电化学性能进行了测试。结果表明,复合材料粒径较聚苯胺减小,分散性提高,比电容随坡缕石含量的增加呈先增大后减小的趋势。在几种不同坡缕石含量的复合材料中,坡缕石含量为1.8%的复合材料比电容达最大。与聚苯胺电容(360F/g)相比,在1.0A/g电流密度下,其比电容提高到485F/g;在3.0A/g电流密度下,其1 000次充放电的电容保持率为75.4%,高于相同条件下聚苯胺的电容保持率(55.7%)。     

甲壳胺/过渡金属盐复合膜的制备及其煅烧产物的电化学性能

通过溶剂蒸发法制备了甲壳胺(CTS)/双金属硝酸盐复合膜(MN-NO_3),经氮气氛高温煅烧与空气氛回火,制备了氮掺杂的部分石墨化碳(N-PGC)/过渡金属氧化物(TMOs)复合材料,考察其作为超级电容器电极材料的电化学性能。分别研究了金属离子种类、浓度以及煅烧温度对产物结构及电化学性能的影响。实验结果表明:当金属离子与CTS的质量比为9/80时,制得的N-PGC/CoAl-TMOs复合材料在2A·g~(-1)电流密度下比电容为462.2F·g~(-1),经过500次充放电循环,复合物比电容保留率为91.9%;电流密度增加到10A·g~(-1)时,其比电容为424.6F·g~(-1),具有良好的倍率特性和循环稳定性;金属含量过高时,产物易发生团聚,导致比表面积下降;当煅烧温度为800℃时,N-PGC/TMOs复合材料性能最佳。     

多孔五氧化二铌球的合成及其电化学性能研究

以表面活性剂CTAB为模板,通过水热法及煅烧过程合成了多孔Nb_2O_5微球。对所得产品的表征和电化学性能测试结果表明:合成了正交结构的Nb_2O_5球,且其单分散性能较好,直径为900 nm左右,球上分布有很多孔径为2~70 nm的小孔,形成了独特的多孔结构,该结构增加了材料的比表面积,其比表面积为340 m~2/g。独特的多孔结构和较大的比表面积使得其作为锂离子电池负极材料时表现出优异的电化学性能:首次容量较高,多孔Nb_2O_5球的首次充放电容量分别为297.8和395.9 m A·h·g~(-1);循环性能稳定,在电流密度为20 m A/g下充放电时,第3次循环后的库伦效率几乎达到100%;倍率性能优异,在50,100 m A/g电流密度下,经过20次循环后的容量分别为139.6,117.1 m A·h·g~(-1),容量保持率都为90%以上。     

Carbonized Zn-MOF/PANI的合成及其电容性能研究

通过简单的方法将煅烧过的金属有机框架(MOF)与聚苯胺(PANI)复合,形成了简单的MOF/PANI复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶转换红外线光谱(FTIR)对其进行了表征,并用循环伏安法(CV)对其电化学性能进行了测试.结果证明了MOF/PANI的比容量在电流密度为1 A/g下可高达477 F/g.     

C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料的制备和赝电容性能的研究

采用两步水热法,结合高温煅烧工艺,制备了直接生长在泡沫Ni基底上的C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料。利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析C包覆CoMoO_4的结构特征,结果表明C成功包覆在多孔交联CoMoO_4纳米片的表面。通过循环伏安法和恒流充放电法分析C包覆CoMoO_4的电化学性能,发现C包覆显著提高CoMoO_4的比电容和循环性能。在1A/g的电流密度下循环2000次,最高比电容达1864.79F/g,比电容保持率86.65%。比电容和循环性能的改善是由于碳包覆提高了CoMoO_4电导率和结构稳定性,促进了赝电容反应。     

水热法制备氧化锌空心球及其电化学性能的研究

以硝酸锌为原料,六次甲基四胺为沉淀剂,聚乙烯吡络烷酮为表面活性剂,利用水热法制备了氧化锌空心球。研究了不同聚乙烯吡络烷酮用量对空心球形貌的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对产物进行了表征,通过循环伏安测试和恒电流充放电测试对产物进行了电化学测试。结果表明,产物粒径均一,为纯六方晶型的空心结构。当聚乙烯吡络烷酮含量0.13 g时,氧化锌空心球形貌最佳。电化学测试结果表明,在5 mV/s的扫描速率下,比容量可达到241.6 F/g;在0.5 A/g的充放电电流密度下,比容量为137.467 F/g。     

聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备及其超级电容性能

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在乙醇溶液中超声分散120 min得到氧化石墨烯悬浮液。采用滴涂法在玻碳电极表面得到氧化石墨烯薄膜,通过电化学技术在氧化石墨烯薄膜上沉积得到聚乙酰苯胺纳米线,成功制备了聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料(PAANI/GO)。利用扫描电镜、循环伏安法和恒电流充放电测试技术对合成材料的形貌和充放电性能进行表征和测试。结果表明,直径为80 nm的聚乙酰苯胺纳米线均匀分散在氧化石墨烯表面,制备的复合材料在1 mol/L高氯酸溶液中,当循环伏安扫速为10 m V/s时,可以获得706 F/g的比电容,PAANI的比电容为285 F/g。聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料具有优异的充放电稳定性,当恒电流为1A/g时,循环充放电1 000次比电容是初始值的90%。     

活性石墨烯的制备及其电化学电容特性的研究

将超声分散处理的氧化石墨直接与氢氧化钾按一定比例混合,经过高温活化处理,制备得到活性石墨烯。采用XRD、TEM以及氮气吸脱附对活性石墨烯的微观结构、表面形貌以及比表面积进行表征分析,并考察材料的电化学电容特性。结果表明:经过直接活化制备得到的活性石墨烯具有很高的比表面积(高达1220m~2/g)和较大的孔容积(0.995cm~3/g)。电化学性能测试结果表明:在1A/g电流密度下,6mol/L KOH溶液中活性石墨烯电极材料的质量比电容能达到111F/g,经过5000次充放电循环后,电容保持率仍为99.2%。     

高温固相法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其性能研究

以Li2CO3和TiO2为原料,以乙醇为分散剂,采用高温固相方法合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料,利用XRD、SEM和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。系统考察了热处理温度对Li4Ti5O12负极材料结构及电化学性能的影响,同时也研究了锂的投料量对Li4Ti5O12电化学性能的影响。在1.0~2.2 V（vs.Li/Li＋）范围内,以0.1 mA/cm2的电流密度对最佳工艺条件下合成的Li4Ti5O12负极材料进行了恒电流充放电测试。其首次放电比容量为167 mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量几乎没有衰减,表现出较大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

水热法制备 NiMoO4 纳米材料及其电化学性能的研究

NiMoO₄纳米材料在新型绿色电池、超级电容器等方面具有潜在的应用价值, 利用水热法制备 NiMoO₄纳米材料, 探究不同反应温度对制备材料的表面形貌、结构和电化学性能的影响。研究结果表明, 150 ℃反应 6 h 制备的 NiMoO₄ 样品呈现纳米纤维形貌, 而且表现出最佳的超级电容器性能。当放电电流密度为 0.5 A/g 时, 其比电容达到 600 F/g, 即使在 10 A/g 时, NiMoO₄ 电极仍然能够保持 300 F/g 的比电容。此外, NiMoO₄ 电极表现出优异的循环寿命, 经过 6 000 次循环充放电 (放电电流密度为 5 A/g), 仍然保持其初始比电容的 97%。优异的循环稳定性使NiMoO₄成为一种极具前景的高性能超级电容器材料。     

碳纳米纤维/Co_3O_4复合电极的制备及电化学性能研究

采用静电纺丝制备得到碳纳米纤维(CNFs)无纺布,经预氧化、碳化处理后作为电极支撑材料,再由水热法合成得到海胆状CNFs/Co_3O_4和雪花型CNFs/Co_3O_4-S两种形貌的复合电极材料.通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱(FTIR)和X线衍射(XRD)对复合电极材料形貌和结构进行表征,并对其电化学性能进行详细测试.结果表明:在1A/g的电流密度下,雪花型CNFs/Co_3O_4-S比海胆状CNFs/Co_3O_4复合电极材料具有更高的比电容,为451.11F/g,且在1500次充放电后其比电容保留率高达88.07%,具有良好的循环稳定性.     

rGO量对SnO_2-Fe_2O_3/rGO锂离子电池负极材料性能的影响

为改善SnO_2-Fe_2O_3的电化学性能,通过一步水热法合成SnO_2-Fe_2O_3/rGO纳米复合材料,采用XRD、SEM、电化学工作站和蓝电电池测试系统,研究rGO加入量对SnO_2-Fe_2O_3/rGO复合材料的结构和电化学性能的影响.结果表明:rGO的掺入能很好地提高SnO_2-Fe_2O_3循环稳定性和倍率性能;对于SnO_2-Fe_2O_3/rGO50复合材料,在160 m A/g的电流密度下,100次循环后,放电比容量仍然保持596.9 m Ah/g,库仑效率为98%;即使在1 A/g的电流密度下,依然有366.6 m Ah/g的平均放电比容量.