柔性纤维结构超级电容器研究进展

为了提高电源器件与人体高曲率表面的适配性,电源器件突破平板结构的限制,衍生出了柔性纤维结构。柔性纤维超级电容器具有高功率密度、超长循环寿命和柔性舒适等特点有望成为最具前景的柔性可穿戴电源之一。因此,本文主要介绍了碳材料、过渡金属氧化物以及复合材料三种功能材料对柔性纤维超级电容器结构和性能的影响。每种材料凭借自身独特的性质在柔性纤维超级电容器器件中发挥着重要作用,并助力可穿戴电源器件的发展。     

纤维基柔性超级电容器研究进展

介绍了纤维基柔性超级电容器工作原理;详述了不同类型纤维基柔性超级电容器的构成、性能和特点;并展望了纤维基柔性超级电容器未来的研究方向和趋势。根据组装方式的不同,纤维基超级电容器主要可分为并列型、扭转型、缠绕型、同轴型和轧制型。并列型纤维基超级电容器制备简便,但能量存储性能受到限制,兼容性差;扭转型和缠绕型纤维基超级电容器具有较高电极间离子交换效率,操作简便,耐久性相对较差;同轴型纤维基超级电容器制备过程相对复杂,具有较高的电容性能和结构强度;轧制型纤维基超级电容器制备简便,能够提高组装器件的储能性能,但对于制备材料的要求较高。相比其他类型超级电容器,同轴型纤维基超级电容器具有更高的比容量和电化学性能,与织物的结合能力更加优异,将成为制备柔性储能器件和智能纺织品的主要纤维基超级电容器。     

超级电容器用炭基电极材料的研究进展

介绍了超级电容器的炭基电极材料：活性炭、活性炭纤维、炭气凝胶、碳纳米管和模板炭,总结了其最新研究进展。目前,研究较多的是活性炭、碳纳米管和模板炭。炭材料的孔结构、内阻和电解液的种类等都是影响超级电容器性能的关键因素,超级电容器要实现大规模应用还需解决许多问题。     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。     

超级电容器中石墨烯基复合电极材料研究进展

主要介绍了石墨烯与多种过渡金属氧化物构筑的复合材料在超级电容器方面的研究进展,其中列举了最为常见的金属氧化物如氧化锌、氧化镍、二氧化锰、氧化钴等。从各种复合材料的制备方法、电化学性能等方面进行了阐述和说明。     

改性碳纳米管用于超级电容器电极的研究进展

综述了近年国内外碳纳米管电极改性方法的最新研究进展,包括表面修饰、掺杂及改变CNTs的形状等.通过丰富CNTs表面的官能团,产生可使其他离子通过的壁缺陷及扩大CNTs层间距离,削减钠离子运动阻力等方法,提高超级电容器的储能能力及循环稳定性.值得注意的是,碳纳米管电极材料虽然可以提高超级电容器的电容,有巨大的应用前景,但...     

石墨烯超级电容器的研究进展及其应用

综述了石墨烯超级电容器的研究进展,包括石墨烯的制备、改性、与赝电容电极材料的复合,石墨烯超级电容器特殊结构的设计、电解液的选择、柔性超级电容器的制备等。在石墨烯超级电容器的实际应用中,主要介绍了石墨烯的生产现状、超级电容器的厂家及应用情况,并指出未来超级电容器的应用重点将从消费电子逐渐向混合动力电动车和新能源领域转移。     

超级电容器炭基电极材料研究进展

电极是超级电容器的关键部件，电极材料的性能对电容器的电容特性起着关键作用。本文综述了超级电容器的各种炭基电极材料的研究现状以及其发展趋势，通过对各种炭材料的改性和炭材料复合能有效的提高电容器的电容特性。     

碳纳米材料化学镀镍的研究进展

综述了化学镀镍的基本原理和工艺,详细介绍了碳纳米管、碳纤维、石墨烯化学镀镍的研究进展和发展现状,并总结了碳纳米材料化学镀镍存在的问题和未来的发展趋势。     

Electrochemical properties of MnO2/CNT nanocomposite in neutral aqueous electrolyte as cathode material for asymmetric supercapacitors

A MnO₂/carbon nanotube (CNT) nanocomposite was synthesised using a simple hydrothermal treatment. The nanocomposite exhibits a CNT core/MnO₂ porous sheath hierarchy architecture, which makes it promising as an electrode material for supercapacitors. An asymmetric supercapacitor based on activated carbon (AC) as anode, MnO₂/CNT nanocomposite as cathode and 1M Na₂SO₄ solution as electrolyte was assembled in a Swagelok cell. The full cell exhibits excellent power capability, cycling stability and a high energy density of 23 W h/kg at a power density of 330 W/kg based on the total mass of the active electrode materials. This AC//MnO₂/CNT asymmetric supercapacitor is promising for high-power applications due to its high energy density and power density.     

碳基材料复合半导体光催化剂的制备及应用研究进展

半导体光催化剂被广泛地应用于光催化领域,但其常因自身的禁带宽度较大、量子效率较低、催化效率较低、与反应物接触几率较低等因素在实际应用中受到诸多限制.而碳基材料作为一类结构稳定的新材料,具有稳定性强、导电能力强、比表面积大、包含大量的吸附位点等特性,与光催化剂复合之后,能够有效减小其禁带宽度、降低其载流子的复合率并为其提...     

超大容量离子电容器碳纳米管与氧化镍复合电极材料的研究

以碳纳米管为基体材料,采用硝酸回流对其进行表面改性,然后应用溶胶－凝胶法在经回流处理的碳纳米管上沉积氢氧化镍,热处理得到碳纳米管与氧化镍复合电极材料。分析了复合电极材料的结构和形貌,研究了碳纳米管与氧化镍复合,回流表面改性对超大容量离子电容器性能的影响。结果表明,碳纳米管与氧化镍复合电极材料兼有碳纳米管和氧化镍两者在结构,性能方面的优势,基于复合电极的超大容量离子电容器不仅能形成双电层电容,也能形成赝电容,其比电容量,比能量高,并在氧化镍质量分数小于50％时具有良好的功率特性和频率响应特性。以氧化镍质量分数为75％的复合电极材料制备电极,所得超大容量离子电容器比电容值可达160F/g;碳纳米管硝酸回流处理对于提高比电容量也有一定作用。     

碳纤维表面生长纳米管及其效果的研究进展

碳纤维表面生长碳纳米管(CNTs),将性能优异的纳米材料与碳纤维有机结合,能够增加碳纤维表面粗糙度,有效改善复合材料界面粘合性能,是一种新型碳纤维表面处理技术。本文对碳纤维表面生长碳纳米管的制备方法以及界面增效效果的国内外研究现状进行了综述,分析了不同制备方法的优缺点以及各自的增强效果,探讨了研究过程中存在的问题,展望了该方法的研究趋势和前景。     

Functionalization of carbon nanotube yarn by acid treatment

Carbon nanotube (CNT) yarn was functionalized using sulfuric and nitric acid solutions in 3:1 volumetric ratio. Successful functionalization of CNT yarn with carboxyl and hydroxyl groups (e.g., COOH, COO–, OH, etc.) was confirmed by attenuated total reflectance spectroscopy. X-ray diffraction revealed no significant change to the atomic in-plane alignment in the CNTs; however, the coherent length along the diameter was significantly reduced during functionalization. A morphology change of wavy extensions protruding from the surface was observed after the functionalization treatment. The force required to fracture the yarn remained the same after the functionalization process; however, the linear density was increased (310%). The increase in linear density after functionalization reduced the tenacity. However, the resistivity density product of the CNT yarn was reduced significantly (234%) after functionalization.