超级电容器用花状NiCo_2S_4纳米材料制备及其电化学性能研究

利用微波辅助法快速制备了三维花状NiCo_2S_4纳米材料,纳米花由小纺锤状纳米粒子相互交错组成。通过电化学法测试了该纳米材料在6 mol/L KOH溶液中的电容行为。结果表明,作为电极材料该纳米材料具备良好的电容性能;在电流密度为2 A/g时比电容量最高达到了975 F/g;在功率密度为400 W/kg时,NiCo_2S_4电极的能量密度为21. 7 Wh/kg;当1 000圈恒电流充放电循环后,比电容仍可保持其初始电容的93. 1%。     

CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_(3)C_(2)Tx比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

活性炭表面改性对其比电容及储能机理的影响

采用熔融Na2S对活性炭表面进行改性，通过循环伏安测试了活性炭的比电容，并通过FT-IR, BET, EIS和电泳实验分析了比电容变化的原因及其储能机理。研究发现，以10%的硫酸钠溶液为电解质，活性炭经Na2S 1000℃热处理1 h后的比电容由44.6 F/g提升至80.8 F/g，所增加的比电容主要来自于双电层电容，部分来自于氧化还原赝电容(占总电容的5.6%)。通过向电解质溶液中添加37 mmol/L的FeCl3，比电容提高至103 F/g (赝电容占12.6%)，但并不稳定，后期有下降的趋势。如果向电解质溶液添加30 mmol/L的K3[Fe(CN)6]，则比电容提升到了126 F/g，并且非常稳定、甚至有继续缓慢增加的趋势。活性炭经Na2S热处理后，储能机理由单纯的双电层物理储能变为双电层物理&化学储能+氧化还原赝电容储能。     

氧化镍/还原氧化石墨烯复合物的制备及其在超级电容器中的应用

通过正负纳米片之间的静电吸引并热处理,有效合成了NiO/还原氧化石墨烯复合物,对样品进行了形貌、结构表征以及相应的电化学性能测试。研究结果表明,合成NiO/rGO的最佳质量比为m(NiO)∶m(rGO)=85∶15;复合物与纯NiO相比片状变薄,团聚现象有了明显改善。对样品进行循环伏安以及放电测试:最佳质量比的复合物在1 A/g时,比电容达到670 F/g,与纯材料相比比电容有了很大的提高。并且该复合材料在15 A/g时产物的比电容为486 F/g,其比电容是电流密度为1 A/g时的72.5%,具有良好的电化学性能。     

玉米芯电容炭的制备及其电化学性能

以玉米芯为原料,经Zn Cl_2一步活化法制备超级电容器用电容炭电极材料。采用低温N_2吸附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统表征电容炭的微观结构及表面性质,并利用恒流充放电、循环伏安和漏电流等测试手段研究其在无机电解液体系(KOH)中的电化学性能。研究表明:在Zn Cl_2/玉米芯浸渍比为2:1、700℃的条件下活化1h可制备出比表面积为1340m~2/g、总孔容为1.135cm~3/g、中孔率高达97.7%的玉米芯电容炭。将其用作电极材料表现出良好的电化学特性,在50m A/g的电流密度下质量比电容为159F/g,2500m A/g电流密度下比电容仍可达137F/g,1000次循环后比电容保持率为92.5%,漏电流仅为1.9μA。结果表明:玉米芯电容炭具有良好的倍率特性和循环性能,是一种理想的电化学电容器用电极材料。     

CoNiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料的制备及其电化学性能（英文）

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_2/Ti_3C_2T_x复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_2/Ti_3C_2T_x质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_3C_2T_x比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1 500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

Ni(OH)_2/石墨烯/Co(OH)_2电极材料制备及其电容性能研究

将具有法拉第赝电容但导电性较差的材料与具有良好导电性的石墨烯结合是提高超级电容器电极材料电容性能的合理策略。以水热法制备的Ni(OH)_2/石墨烯复合材料与生长有Co(OH)_2的泡沫镍制得修饰电极。用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(CP)和电化学阻抗(EIS)测试了其在6 mol/L KOH溶液中的电容行为。实验表明,片状六边形Ni(OH)_2插入薄膜状石墨烯片层间,Ni(OH)_2/石墨烯/Co(OH)_2电极材料有良好的电容性能,在电流密度为1 A/g时比电容量达到了294 F/g,能量密度为36.75 Wh/kg。充放电循环1 000圈后比电容值仍是初始电容的92.7%。     

线状α-MnO_2的水热制备及其电容性能

通过水热合成法,高锰酸钾和尿素反应制备了MnO2。利用XRD和SEM研究了产物的结构和形貌,结果表明,产物为线状α-MnO2。采用循环伏安法测试了其电容性能。在1 mol/L的Na2SO4水溶液中,当扫描速度为5 mV/s时(-0.2~0.8 V),其比电容为114 F/g;在扫描速度为5 mV/s的条件下,500次循环后的比电容为137 F/g。这表明制备产物具有良好的电容特性。     

多孔氮掺杂石墨烯/MnO2的制备及其电化学性能

用双氧水造孔得到多孔氧化石墨,以尿素为氮源,通过水热法得到了多孔氮掺杂石墨烯(HNG)与MnO2的复合物HNG/MnO2.结果 表明:HNG/MnO2在0.5 A/g电流密度下的比电容可以达到246 F/g,当电流密度达10 A/g,比电容为172 F/g,可以保留70％的比电容.将HNG/MnO2作为正极与石墨烯水凝胶负极组装的非对称超级电容器,在0.5 A/g可以贡献71 F/g的比电容,当电流升至5 A/g仍可有43 F/g的比电容,保持率为62％.此外,非对称超级电容器在5 A/g的电流密度下,稳定循环3000圈后仍可保留90.8％的初始容量.     

氧化石墨烯/聚苯胺材料的制备及其超电容性能研究

通过乳液聚合制备具有类似金属导电性和超电容功能的氧化石墨烯/聚苯胺(GO-PANI)复合材料,聚合在组成为水,乙醇,二甲苯和十二烷基苯磺酸(DBSA)的乳液中进行。采用红外光谱对材料进行了表征,采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电进行了材料电化学性能的测试。结果表明氧化石墨烯/聚苯胺呈现高的超电容性能。在0.5 A/g电流密度下,摩尔比为3∶7材料的比电容高达444 F/g,远远超过了氧化石墨烯的比电容(134 F/g)。在50 mV/s下循环1000次,GO-PANI(3/7)仍呈现出高的比电容,达到412 F/g,仅减少7.2%。相对于纯聚苯胺比电容下降41.7%,复合材料GO-PANI具有优良的稳定性,显著提高复合材料容量保持率和循环寿命。     

一步电沉积法制备硫化镍/泡沫镍材料及其赝电容性能研究

通过一步电化学沉积法在泡沫镍(Ni foam,NF)集流体上制备了3D硫化镍(Ni₃S₂)材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等对所制备材料的物化结构和形貌进行了表征,并采用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)研究了其作为超级电容器电极的电化学性能。测试结果表明,制备的Ni₃S₂/NF-10材料具有相互连接的3D结构,表现出优异的赝电容性能。在1 A/g电流密度下,比电容高达2850 F/g。将电流密度提高到10 A/g,该材料比电容仍能达到1972 F/g,说明其具有优异的倍率性能。测试结果表明所制备的Ni₃S₂材料有望应用于电化学储能领域。     

石墨烯/δ-MnO_2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO_2复合材料,并用X射线粉末衍射(XRD)、低压氮气吸附脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)、热重(TGA)对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试(CV)、恒电流充放电(GCD)以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO_2复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO_2具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g-1时,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容可达322.6 F·g-1,比纯δ-MnO_2电极材料高234.2 F·g-1,比纯石墨烯高212.1F·g-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g-1(99.6%),说明该方法制备的RGO/δ-MnO_2复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

纳米V2O5及其复合电极材料的电化学性能

分别以碳球和葡萄糖为模板剂,采用水热法制备不同形貌的纳米V_2O_5,另外在水热过程直接加入碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gr)原位合成CNT/Gr/V_2O_5纳米复合材料。结果表明:碳球和葡萄糖均有还原剂的作用,以碳球为模板制备的试样颗粒呈多层的方玫瑰花状,其在2 mV/s下的比电容达170 F/g;以葡萄糖为模板剂制备的试样呈多孔空心球状,在2 mV/s下的比电容达324 F/g。当葡萄糖浓度为1 mol/L时,原位合成的CNT/Gr/V_2O_5纳米复合材料比表面积高达382.7 m~2·g~(–1),在2 mV/s下的比电容达274 F/g,呈现出良好的电化学性能。     

CoO改性炭电极电化学电容器研究

以普通活性炭为基材,用Co(NO_3)_2溶液浸渍和高温热解法制备改性炭材料。采用循环伏安、恒流充放电、漏电流测试等电化学方法研究了由改性炭电极构成的电化学电容器的性能。结果显示虽然改性炭的比表面积比原炭有所下降,但是比电容却显著增加,从130.1F/g增加到198.8 F/g,提高了52.8%;其相应的体积比电容高达136.9 F/cm~3。     

氮掺杂多孔石墨碳的制备及储能特性

为得到高储能特性的超级电容器电极材料,以价格低廉的生物质——海带为碳源、三聚氰胺为氮源,通过聚合-NaOH活化法合成出纳米级氮掺杂多孔石墨化碳材料(NPGC)。通过XRD、BET、Raman和XPS测试手段对其进行了表征,结果显示:片层结构的NPGC具有大的比表面积(1771 m~2/g)、高的氮含量[x(N)=6.27%]和良好的石墨化强度(I_D/I_G=2.84)并对材料进行了循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗性能测试,结果表明:在电流密度为1A/g时,NPGC比电容高达267F/g,5000次恒流充放电循环后,其比电容仍为初始比电容的99.9%,具有优异的储能特性。     

NiO纳米晶的机械化学合成及其电化学性能

以NaCl为稀释剂,NaOH,NiCl2.6H2O为原料,采用固相机械化学反应制备Ni(OH)2前驱体。前驱体经焙烧可制得呈面心立方晶型的黑色NiO纳米晶粉末。用差热/热重分析前驱体的热处理过程,X射线衍射表征样品的结构,透射电镜(transmission electron microscope,TEM)观察粉末的形貌特征。TEM观察表明:产物为立方形颗粒,颗粒平均尺寸在80 nm左右,呈现良好的单分散性。用循环伏安法测试NiO的电化学性能,并计算其比电容值,考察前驱体焙烧温度对所得NiO电极的电化学性能的影响。研究发现:400℃处理所得NiO纳米材料在同一扫描速率下的充放电电流最大,比电容值最大,当扫描速度为1 mV/s时其比电容值可达209.32 F/g。     

碳纳米管@聚苯胺/二硫化钼复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法及水热法两步制备碳纳米管@聚苯胺/二硫化钼(C-P-M)和碳纳米管/二硫化钼@聚苯胺(C-M-P)2种复合物。通过改变材料的复合顺序以及钼源的种类来调控复合材料的形貌结构，探究其对电化学性能影响的根本原因，从而达到优化复合材料性能的目的。电化学测试结果表明，C-P-M的电化学储能性能优于C-M-P,并且以(NH₄)₂MoS₄为Mo源合成的三元复合物(C-P-M-2)的性能要优于以Na₂MoO₄·2H₂O为Mo源合成的三元复合物(C-P-M-1)。在电流密度为1 A/g时，C-P-M-2的比电容达到563.7 F/g;在电流密度为10 A/g下经过1 000圈循环稳定性测试，其比电容仍保留为原来的83%。     

CB/PANI/MnO_2复合材料的制备及电化学性能的研究

通过原位聚合法合成CB/PANI/MnO_2复合电极材料,对电极材料进行循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电等电化学性能测试;通过循环伏安法(CV)测试,得出高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料的电化学性能效果最好,在5 mV/s的扫描速度下其比容量可达到190 F/g;高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料在0.5 A/g的电流密度下,电极材料的质量比电容高达354 F/g。     

CB/PANI/MnO_2复合材料的制备及电化学性能的研究

通过原位聚合法合成CB/PANI/MnO_2复合电极材料,对电极材料进行循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电等电化学性能测试;通过循环伏安法(CV)测试,得出高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料的电化学性能效果最好,在5 mV/s的扫描速度下其比容量可达到190 F/g;高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料在0.5 A/g的电流密度下,电极材料的质量比电容高达354 F/g。     

片状与颗粒状CoMn2O4电极材料的制备及电化学性能

分别以纯水、50%(体积分数,下同)纯水与50%乙醇混合溶液、乙醇为溶剂制备了CoMn_2O_4纳米电极材料,研究了溶剂对CoMn_2O_4材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明:采用纯水为溶剂制备的CoMn_2O_4材料具有片状结构,在电流密度为1 A/g时,比电容为446 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率为77%;50%纯水加50%乙醇为溶剂制备的CoMn_2O_4材料具有颗粒与片状混合结构,在电流密度为1 A/g时,比电容为684 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率为81%;采用乙醇为溶剂制备CoMn_2O_4材料具有颗粒状多孔结构,在电流密度1 A/g条件下,比电容为850 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率达86%,乙醇为溶剂制备的颗粒状多孔的CoMn_2O_4材料表现出更为优异的超电容性能。