PANI/MWCNT复合材料电容性能研究

采用化学氧化法制备了聚苯胺(PANI)及聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料(PANI/MWCNT),扫描电镜(SEM)、IR表征样品并利用循环伏安法、交流阻抗及恒流充放电测试研究其电容性能。结果表明,PANI/MWCNT电极在1 mol/L的H2SO4溶液中电容性能良好,在5 mA/cm2的电流密度下比电容为523 F/g。PANI/MWCNT电极较纯PANI电极有更好的大电流放电能力,50 mA/cm2下复合电极的比电容仍达490 F/g,容量仅衰减了6.31%,而PANI电极的容量则衰减了29.74%。交流阻抗证明,与纯PANI电极相比,PANI/MWCNT复合电极的电阻较低,且具有更为优越的功率性能。     

卷绕型超级电容器的电容特性

以高性能活性炭为电极材料,采用锂离子电池和铝电解电容器的制作工艺,制备出尺寸为Φ12 mm×20 mm的卷绕型超级电容器.通过BET比表面积、扫描电镜、激光粒度和振实密度对活性炭进行了分析;通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法,对超级电容器的充放电特性、功率特性、电容量、内阻、漏电流和循环寿命等进行了研究.活性炭的比表面积为1 770 m2/g,总孔容为0.831 6 ml/g,平均孔径为1.880 nm,平均粒径为5.19 μm,振实密度为0.41g/cm3.制备的超级电容器为2.5 V/6.0 F,直流内阻为150 mΩ,交流内阻为58 mΩ,功率特性和循环性能良好.     

V_2O_5/DBSA-PANI复合材料的制备及电容性能研究

制备了V2O5/DBSA-PANI复合材料,用XRD、IR及SEM对材料进行了表征.结果表明,复合材料为片状,V2O5和DBSA-PANI之间有化学键形成;材料的恒流充放电性能测试结果表明.当电流密度为0.2～0.8 mA.电压范围为-0.2-0.8 V(vs.SCE),电解液为1 mol/L KNO3溶液时,所得材料具有良好的电容特性,复合材料的比电容比单独的V2O5明显提高,而循环性能比单独的DBSA-PANI好.电压范围为-0.2～0.8 V(vs.SCE),以2～10 mV/s扫描速率进行循环伏安测试,该复合材料均表现出良好的赝电容性能.     

制动能量回收系统中超级电容充放电特性研究

超级电容作为一种新型环保储能元件,被广泛应用于能量回收系统中,但其模组参数和充放电特性将影响储能系统的控制性能。论文根据系统要求,计算和选取了经济型超级电容模组,理论建模分析了超级电容的充放电特性,采用先恒流后恒压的充电和变负载放电方式,搭建了制动能量回收储能系统的超级电容充放电实验系统。实验验证了充电电流越大充电时间越短和放电电流能够自动匹配负载大小的充放电规律,同时验证了电流设定值对放电规律的影响。     

超级电容器用聚苯胺/活性炭复合材料

以过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用苯胺在改性活性炭表面原位聚合方法,制备了聚苯胺/活性炭复合物.研究了不同氧化剂用量,不同活性炭比表面积等对苯胺转化率及制得的复合材料电极性能的影响.在6 mol/L KOH电解液中,以Hg/HgO为参比电极对复合材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能的测试.结果表明,在活性炭与苯胺摩尔比较小时,随着氧化剂量的增加,苯胺转化率逐渐提高,制得复合材料的电容特性却显著下降.在保持苯胺与氧化剂摩尔比不变时,提高活性炭与苯胺的配比,可以一方面提高苯胺转化率,另一方面提高聚苯胺/活性炭复合材料比电容值.当活性炭、苯胺、过硫酸铵的摩尔比为7∶1∶1时,苯胺收率达到95%以上,制得电极材料的比电容值由纯活性炭的239 F/g提高到409 F/g,提高近71.1%.     

四氧化三钴/氧化石墨烯的合成及电容性能

采用水热合成法,以CoCl2·6 H2O为原料、尿素为沉淀剂,制备Co3O4/GONS复合体作为超级电容器的电极材料。对样品的物相结构、微观形貌和电容性能进行表征和测试。结果表明:纯Co3O4材料呈纳米纤维状;复合一定量的GO后,Co3O4呈现片状孔隙结构,由很多10~20 nm的微小颗粒相互连接构成,并且Co3O4薄片紧凑成束状分布在GO表面上。由于静电吸引及配位作用形成的GO对Co2+离子的限域效应,确保了钴氧化物在纳米GO片上的二维可控生长。Co3O4/GONS电极材料具有较好的电容性能,在0.5 A/g的电流密度下比电容能达到444 F/g,比纯Co3O4的比电容(298 F/g)提高了49%;当电流密度增加至5 A/g时,比电容还能保持在262 F/g。     

Co3O4的制备及电容性能的研究

用KOH作沉淀剂制备Co(OH)2前驱体,并用热分解法制备了Co3O4粉末,XRD表明所制备的Co3O4是立方相.采用循环伏安、恒流充放电等研究了样品的电化学性能.结果表明:Co3O4电极在5 mol/L KOH溶液中,0～0.4 V的电位范围内,电流密度为5 mA/cm2时,放电比电容可达300.59 F/g.     

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。     

MnO2/PbO2复合电极的电化学电容行为

研究了向纳米MnO2中添加PbO2制成复合电极的电化学性能。恒流充放电测试表明,PbO2添加量为26.5%时,MnO2单电极的10mA放电比电容从203.6F/g提高到339.2F/g,50mA放电比电容从150F/g提高到267.8F/g。结合循环伏安实验,初步认为PbO2对MnO2的改性作用基于在MnO2充放电过程中,Pb元素进入MnO2晶格,PbO2与MnO2形成了复合物Pb(X)Mn(Y)(X=Ⅳ,Ⅱ;Y=Ⅳ,Ⅲ)。这些复合物可以共氧化和共还原,使MnO2/MnOOH的均相氧化还原过程进行得更为完全。     

Fe_3O_4纳米颗粒/SU-8复合材料的磁电容特性

以Fe3O4纳米颗粒与SU-8光刻胶混合制备成复合材料,以一定形状的磨具制备出固定结构参数的平行板电容器结构,研究复合材料的磁电容效应及其影响因素。结果表明,复合材料的磁电容随纳米颗粒的浓度增大而增强,浓度为30wt%的Fe3O4纳米颗粒/SU-8复合材料在外加8kA/m(100Oe)磁场作用下介电常数和电容均增大了约10%,表现出显著的磁电容效应。同时,实验得到该复合材料的磁电容特性在周期磁场中有较好的可重复性,为开发基于磁性纳米颗粒的新型磁电容传感器研究提供研究基础。     

SnO2/介孔炭复合材料的电容性能

以介孔炭(MC)、锡粉和浓HCl为原料,采用MC浸渍SnCl2溶液,煅烧制得SnO2/MC复合材料,并测试了电容性能。TEM、XRD、EDS和N2吸附-脱附曲线分析发现:生成的SnO2负载到了MC的表面和孔道中。复合材料具有典型的电容特性,与1.0 mol/L NaOH构成电容器单元,在-0.8~0.2 V以1 mA充放电,比电容最高达274 F/g。     

非晶态镍-锰-硼/介孔碳电极的制备及性能

采用化学还原法制备非晶态镍-锰-硼(Ni-Mn-B)合金和非晶态Ni-Mn-B/介孔碳纳米线阵列(Ni-Mn-B/MCNA)复合电极材料,对结构和形貌进行XRD、SEM和透射电镜(TEM)分析。非晶态Ni-Mn-B合金颗粒在负载MCNA后变得更加分散。在6 mol/L KOH溶液中,非晶态Ni-Mn-B和Ni-Mn-B/MCNA复合电极材料以5 m V/s的速率在-0.2~0.8 V循环伏安扫描,比电容分别为768 F/g和1 150 F/g。交流阻抗和充放电测试表明:Ni-Mn-B/MCNA复合电极材料的导电性相对于非晶态Ni-Mn-B合金得到增强,比容量有所提高。     

介孔碳/NiOOH/Ni(OH)_2-活性炭混合电容器的电化学性能

采用化学沉积法制备介孔碳/Ni OOH/Ni(OH)2复合材料,扫描电子显微镜法(SEM)图片显示,Ni OOH/Ni(OH)2在介孔碳表面上形成了多孔结构。通过改变反应物的加入量得到不同比例介孔碳和Ni OOH/Ni(OH)2的复合材料,电化学性能测试表明,电极材料MCN/Ni-30性能最佳,首次放电比电容可达1 358.8 F/g。分别以MCN/Ni-30和活性炭为正负极组装成混合电容器,通过改变正负极质量比研究介孔碳/Ni OOH/Ni(OH)2-活性炭混合电容器的电化学性能。结果表明:当正负极质量比为1∶1.5时,电流密度为200 m A/g,混合电容器在1 mol/L KOH电解液中的比电容为126.5 F/g,比能量达到44.96 Wh/kg。     

The application of an ordered mesoporous silica film to a GaAs device

Pseudomorphic high electron mobility transistors (PHEMTs) are promising devices for use in millimeter-wave and optical communications systems due to their excellent high frequency and low-noise performances. In order to further improve the performance of these devices, their gate lengths must be reduced to the technological limit and a small gate resistance must be realized. However, shorter gates result in an increase of short channel effects that limit microwave performance. In order to reduce the gate resistance, T-shaped gates with large cross-sectional areas are required. However, the thickness and dielectric constant of the passivation layer have major impacts on the gate capacitance. In this study, an ordered mesoporous silica film was introduced as a passivation layer between T-gates. Si₃N₄ with a dielectric constant of 7.4 and ordered mesoporous silica with a dielectric constant of 2.48 were used as passivation layers. The Si₃N₄ dielectric layer and the ordered mesoporous silica film were stacked together and the device characteristics were investigated.     

蒙脱石对介孔炭复合硫正极性能的影响

为了减少电解液中的活性多硫离子扩散,抑制“飞梭效应”,在介孔炭(MC)复合硫(MC/S)正极中添加蒙脱石,并进行充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱分析.添加蒙脱石的电极第2次循环的放电容量保持率大于未添加蒙脱石的电极,加入蒙脱石有利于活性物质在介孔炭电极表面的均匀分布,但会增加电极阻抗.蒙脱石添加量为10％的电极性能较好...     

复合介孔炭电化学材料研究进展

介孔炭复合材料具有高的电导率和比表面积以及均匀的纳米孔和等级孔径分布,这都有利于电子的运送、电容量的提高和离子的分散。概述了介孔炭与金属、金属化合物、非金属、金属-非金属及其它材料的复合,以及它们在电化学方面的应用。     

钴及其化合物对镍电极放电容量和循环寿命的影响

研究了钴及几种钴化合物对泡沫式镍电极电化学性能的影响。实验表明 ,钴及钴化合物添加剂能明显提高镍电极的放电比容量和 1C循环寿命 ,其中添加金属钴粉能使镍电极在大电流充放电循环中保持较好的容量稳定性。添加乙酸钴镍电极 1C循环容量最高并具有好的循环稳定性。钴添加剂的作用主要是因为镍电极在充电活化时不可逆地形成导电性能良好的CoOOH ,增加了镍电极的导电性     

不同碳源对制备LiFePO4/C复合材料性能影响

分别以蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、酚醛树脂和葡萄糖混合物为碳源用固相碳热还原法制备了四种不同碳含量的LiFePO4/C正极材料。利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO4均为纯相,但是用蔗糖合成的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用其他碳源制备的样品,其中含碳3.01%的样品在0.1 C、1 C下的放电比容量分别为158.9、146.5 mAh/g。     

分散剂对MnO_2/AC电化学电容性能的影响

添加不同系列的聚乙二醇(PEG)分散剂,采用化学混合法制备了MnO2/AC(活性炭)复合材料.应用X射线衍射、恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法研究了各分散剂对产物结构与电化学性能的影响.实验结果表明,分散剂聚乙二醇(PEG)的聚合度对MnO2/AC复合材料的比电容和循环寿命有显著的影响,其中PEG400作为分散剂制备的复合材料具有最好的电化学电容行为.以PEG400制得的复合材料为正极,活性炭为负极组成超级电容器,在电流密度为100 mA/g条件下,MnO2/AC复合材料的比电容达366 F/g,且经500次充放电循环后容量仍保持在94%以上,显示出该复合材料具有良好的超电容特性.     

LiFePO_4/C复合材料的固相合成及碳源的影响

以FeSO_4·7H_2O为铁源,用固相法合成了正极材料橄榄石型LiFePO_4/C复合材料,研究了焙烧温度、反应时间和碳源对产物结构、形貌及电化学性能的影响.用蔗糖作碳源,在700℃下煅烧15 h制得的样品,具有均一的橄榄石型结构,在电流为17 mA/g(0.1 C)时的首次放电比容量为151 mAh/g,循环性能良好.