AC/PEDOT复合材料的制备及电化学性能

采用原位聚合法,在活性碳(AC)颗粒上生长聚3,4乙烯二氧噻吩(PEDOT)来制备活性碳/聚3,4乙烯二氧噻吩(AC/PEDOT)超级电容器复合电极材料,并研究不同配比复合材料的电化学性能。采用X射线衍射、扫描电子显微镜及傅里叶红外等技术对样品进行表征,采用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等方法对样品进行了电化学性能测试。结果表明,AC与PEDOT的复合可大幅度提高比容量,当n(AC)∶n(PEDOT)=10∶1,电流密度为1A/g时,比容量可达250F/g,比AC的比容量提高了95.3%,经1 000次充放电后,电容保持率为80.4%,具有循环稳定性能好,低内阻0.29Ω等优点,有望实现碳基超级电容器的小型化。     

聚3,4-乙烯二氧噻吩/活性炭扣式复合电极的制备及其性能研究

采用原位聚合及物理球磨复合法制备了不同配比、具有多孔结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩/活性炭扣式复合电极(PEDOT/AC)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附等温曲线、BJH孔径分布等方法对样品进行了表征。采用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电等方法研究了不同配比复合电极的电化学特性。结果表明AC作为PEDOT的支架,不仅可以提高电极的比容量,还能增强由于PEDOT力学性能低而造成的循环寿命低的问题。当PEDOT占PEDOT/AC质量的40%时(P40电极),电极的微孔孔径主要分布在2~10nm之间,比表面积达1186.3m2/g。P40电极比容量可以达到157F/g,经过2000次循环后仍保持有87.6%的比容量,具有优异的循环特性。     

水热法和微乳液物理混合法制备水合氧化钌/活性炭复合电极材料及其电化学性能

通过水热法和微乳液-物理混合法制备了两种水合氧化钌/活性炭复合电极材料(HD和MP)。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N2吸附等方法对材料的晶型、形貌、比表面积和孔结构进行了表征;用循环伏安,恒流充放电和交流阻抗等方法研究它们的电化学性能。结果表明,通过水热法制得了薄膜状RuO2·xH2O/AC复合材料,性能明显优于微乳液物理混合法制备的球状RuO2·xH2O/AC复合材料。HD材料在电流密度为3mA/cm2时,比电容(Cp)为337F/g,比MP的241F/g高39.6%,在电流密度为60mA/cm2时,其功率为1072W/kg,比MP的875W/kg高22.5%。HD材料适合大电流快速充放电,电阻小,循环充放电性能优异,经1000次恒流充放电测试,容量保持率为99.8%。     

二氧化锰氧化制备超级电容器用PANI-CNTs纳米复合材料

以二氧化锰(MnO2)作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺-碳纳米管(PANI-CNTs,简称为M-PC)纳米复合材料,并采用SEM、XRD对PANI-CNTs复合材料的结构与性能进行了表征。用恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能。恒电流充放电实验结果表明,在电流密度5mA.cm-2下单电极比容量达355F.g-1,1000次循环后比容量仍有189F.g-1。M-PC较以过硫酸铵(APS)为氧化剂制备的PANI-CNTs(简称为N-PC)具有更好的循环性能和更高的比容量。     

炭载MnO2复合电极材料的制备与电容性能研究

采用真空浸溃、化学沉淀法制备活性炭(AC)载MnO2复合电极材料(MAC),利用XRD、SEM、EDS、恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对所制备的复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试.实验结果表明在AC颗粒表面沉积了γ-MnO2颗粒,所得MAC以200mA/g的电流密度充放电,首次放电比电容高达417F/g,循...     

单极脉冲法沉积聚3,4-乙烯二氧噻吩及其电容性能EI北大核心CSCD

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因具有非常高的离子电导率而被广泛研究。文中以EDOT为单体,采用单极脉冲法在不锈钢片基底上制备了PEDOT膜电极。考察了不同脉冲参数对PEDOT膜超级电容的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征PEDOT涂覆的不锈钢电极,确认了PEDOT由不规则的虚球体堆积成褶皱状结构,证实了Cl O4-成功掺杂于PEDOT膜中;通过循环伏安法、恒电流充电/放电和电化学阻抗谱得到:PEDOT电极展示出良好的比电容(128.64 F/g)、倍率性能和稳定性(循环2000次保留率达71.26%)。对于低成本、高性能的能量存储应用显示出相当大的潜力。     

单极脉冲法沉积聚3,4-乙烯二氧噻吩及其电容性能

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因具有非常高的离子电导率而被广泛研究。文中以EDOT为单体,采用单极脉冲法在不锈钢片基底上制备了PEDOT膜电极。考察了不同脉冲参数对PEDOT膜超级电容的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征PEDOT涂覆的不锈钢电极,确认了PEDOT由不规则的虚球体堆积成褶皱状结构,证实了Cl O4-成功掺杂于PEDOT膜中;通过循环伏安法、恒电流充电/放电和电化学阻抗谱得到:PEDOT电极展示出良好的比电容(128.64 F/g)、倍率性能和稳定性(循环2000次保留率达71.26%)。对于低成本、高性能的能量存储应用显示出相当大的潜力。     

高性能聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及在超级电容器中的应用

采用化学氧化法制得氧化石墨烯(GO),再用NaBH4还原得到石墨烯(GN);以二氧化锰为氧化剂,室温下通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺/石墨烯复合材料(PANI/GN)。采用扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征。以PANI/GN为活性物质制备电极,1.0mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,用循环伏安法(CV)和恒电流充放电技术分别测试了PANI/GN电化学性能,在0.1A/g的电流密度下的比容量为468.5F/g,经过1000次连续充放电,电容保持率为84.9%。与PANI、GN单一材料相比,PANI/GN复合物具有较高的比电容和很好的循环稳定性。     

新型锂电池正极材料——蒽醌/介孔炭寄生型复合物

将9,10-蒽醌（AQ）通过升华法填充在介孔炭（MC）的孔中,制备出蒽醌/介孔炭寄生型复合物。用TG/DSC、SEM、氮吸附等方法对介孔炭及复合材料进行了表征,应用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗等测试手段对复合材料的电化学性能进行了测试。结果表明炭/醌复合电极的比容量和循环性能较蒽醌电极有了很大程度的提高。其中蒽醌填充量为75%的复合材料首次放电比容量达到216mAh/g,50次循环之后,比容量仍有76mAh/g,是蒽醌电极比容量的2倍。     

聚吡咯/磷酸亚铁锂复合正极材料的电化学性能

通过化学氧化聚合方法制备了聚吡咯/磷酸亚铁锂(PPY/LiFePO4)复合材料,以此作为锂离子电池的正极活性物质,进行恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试。实验结果表明,PPY/LiFePO4复合材料具有较好的电化学性能,以0.2C放电时放电比容量可达150.8 mAh/g,20次循环之后容量为初始容量的92.5%,循环性能良好。     

纳米Si掺杂SiOx-Si@C@碳纳米管复合负极材料的制备及性能

在对氧化亚硅(SiO)材料进行表面碳包覆和添加导电材料的基础上,掺杂少量纳米Si进一步提高其首次充放电容量和首次库仑效率。采用XRD、SEM、TEM、Raman、FTIR分析材料的物相结构和微观形貌,通过恒流充放电测试仪分析复合材料的电化学性能。结果显示,纳米Si质量为SiO_x质量10%的复合材料(SiO_x-Si@C@碳纳米管(CNTs)-10)的首次充放电容量分别为1 348.1 mA?h/g和1 874.4 mA?h/g,首次库仑效率为71.9%,循环100周后材料的可逆容量为1 116.2 mA?h/g,容量保持率为82.8%;以不同电流密度充放电,其放电容量远远高于没有纳米Si掺杂的材料。SiO_x-Si@C@CNTs复合材料具有较高的首次库伦效率、较好的循环性能和倍率性能。      

纳米MnO_2/膨胀石墨复合材料的制备及其电化学性能

采用水热法原位合成二氧化锰(MnO_2)/膨胀石墨(EG)复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、x-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)对材料进行表征,并将所制MnO_2/EG复合材料(MEG)作为超级电容器电极,采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱等方法进行电化学性能测试。结果表明,纳米MnO_2沉积填充在EG中,提高了材料导电性和稳定性;与纯MnO_2相比,复合材料不但具有较高的倍率性能,而且在1 000次循环后电容保持率高达100%。     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料的制备及其电化学性能

本文以葡萄糖作为碳源,采用溶剂热法进行原位碳包覆合成了Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C材料,研究了材料的结构及电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和恒流充放电技术对材料结构及电化学性能进行了表征。结果表明,采用此法合成的Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料呈现多孔结构,粒径约为250nm,经历40次循环后材料的可逆容量依然能保持在645.7mAh/g,较未包覆碳材料的电极提高了19.0%,其可逆容量和循环稳定性能得到了显著提升。     

醌胺聚合物电化学性能的研究

采用循环伏安法考察了由溶液法及微波辅助固相法制备的醌胺聚合物的电化学性能.结果表明,采用微波固相法制备的产物具有更高的电极活性、容量、循环稳定性和重现性.将此法制得的醌胺聚合物与金属锂组装成模拟电池,进行恒电流充放电测试.实验结果表明,模拟电池的充放电效率最高可达92.7%,比容量约为41mA·h/g.     

导电剂对氧化钌基超级电容器电极材料性能的影响

采用液相共沉积法合成了RuO2/AC复合电极材料,用扫描电镜对不同导电剂材料的形貌进行表征,进而通过循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗谱研究了不同导电剂对RuO2/AC复合电极材料超级电容器性能的影响。结果表明,在38%(质量分数)的H2SO4溶液中,电流密度为2 m A/cm2,以CNTs、AB、KS6、Super PLi为导电剂时比容量和ESR分别为689,556,574和512 F/g,0.19,0.36,0.32和0.41Ω。     

AC+Li（NiCoMn）O2/Li4Ti5O12+MWCNTs混合型电容器EI北大核心CSCD

以钛酸锂(Li 4Ti 5O 12)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料为负极、活性炭(AC)/镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O 2)复合材料为正极,组装成混合型电容器并研究其电化学性能。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪(Raman),热重分析仪(TGA)对电极材料进行分析,通过恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究混合型电容器的电化学性能。结果表明:掺杂适量MWCNTs和镍钴锰酸锂可提高电容器的电化学性能。当MWCNTs质量分数为5%时,在电流密度为0.1 A/g下恒流充放电时比容量达161.5 mAh/g。在0.1~1 A/g时,最大功率密度和最大能量密度分别为993.2 W/kg和52.2 Wh/kg。5000周次恒流充放电循环后,容量保持率在92.2%左右,库仑效率仍有99.1%,展现出较高的能量密度和功率密度,并具有优异的循环性能。     

超级电容器MnO2/CRF复合电极材料的制备及性能的研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备碳气凝胶(CRF),并以KMnO4和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用了化学沉淀法制备MnO2/CRF复合材料.用N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的MnO2、CRF和MnO2/CRF复合材料进行了表征,结果表明碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,所制备的MnO2为纳米级颗粒,复合材料为纳米级粉体.并对不同配比的MnO2/CRF复合材料的电化学性能进行了研究.循环伏安、恒流充放电实验表明了所制备的MnO2/CRF复合电极材料具有良好的可逆性和充放电性能.当MnO2含量为60%时,MnO2与碳气凝胶复合制成的新型电极材料具有226.3F/g的比电容,比碳气凝胶电极的比电容提高了1倍.此外,对复合电极的循环寿命进行了研究,表明复合电极具有良好的循环充放电性能.     

多孔硅/硅钛合金的制备及在锂离子电池负极上的应用

以钛掺杂介孔二氧化硅SBA-15为前驱体,用镁热还原法制备多孔硅/硅钛合金复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)等方法对复合材料进行表征;利用恒电流充放电对复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行分析。结果表明,多孔结构为体积膨胀提供了缓冲空间,硅钛合金的存在起到支撑骨架的作用,同时一定程度上改善了负极材料的导电性,多孔硅/硅钛合金复合材料具有较好的循环稳定性,0.1C循环50圈后可逆容量为801mAh/g,倍率性能也较单质硅材料大大提高,1C倍率下放电容量为618.9mAh/g。     

LiFeP_(0.95)B_(0.05)O_(4-δ)/C的制备及电化学性能研究

以柠檬酸为螯合剂和碳源,采用溶胶-凝胶法合成了B在P位掺杂的LiFeP0.95B0.05O4-δ/C复合材料.通过XRD、CV、恒流充放电测试等手段对晶体结构和电化学性能进行研究.结果表明,复合材料具有单一的橄榄石型晶体结构,B在P位掺杂可提高材料的导电性能,降低电极极化,能有效改善材料的循环性能和高倍率性能.650℃下合成的LiFeP0.95B0.05O4-δ/C复合材料在0.2、5、10C的首次放电比容量分别为149.3、123.4和112.1mAh/g,其容量保持率分别为99.3%(0.2C,20次)、91.65%(5C,150次)和92.9%(10C,150次),不同倍率下持续充放电30次后,0.2C放电容量仍能恢复至初始值.     

AC/MnO2/CNTs三元电极材料的制备及其电化学性能研究

以硫酸锰(MnSO_4)和高锰酸钾(KMnO_4)为反应物,以碳纳米管(CNTs)为载体,通过液相合成法制备纳米MnO_2/CNTs复合材料,将其按一定比例与活性炭均匀复合制备AC/MnO_2/CNTs三元复合电极并组装成电容器。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合材料成分、晶型、形貌进行表征,并通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试研究AC/MnO_2/CNTs复合电容器电化学性能。结果表明:复合电容器在1mol/L(NH_4)_2SO_4电解液中具有良好的充放电可逆性,其比电容随MnO_2含量增加呈现先增大后减小的趋势,当MnO_2/CNTs含量为30%时,电容值达到最高,为528F/g。