镍碳复合型超级电容器镍电极的制备工艺研究

通过镍电极工艺的研究，探索研究镍电极技术参数对超级电容性能影响关键因素，比较不同工艺技术路线对性能的影响，优化了镍电极的制备工艺参数，优选了极片性能指标检测评价方法。     

超级电容器碳电极材料的制备及性能

以普通煤焦油沥青为前驱体,KOH为活化剂,采用化学活化法,在500~1 000℃下制备了超级电容器用活性炭电极材料,分析了温度对材料微观结构的影响。通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法,分析了不同多孔活性炭在有机电解液中的电化学行为。在500~700℃内,比电容随活化温度的升高而升高,700℃下活化的活性炭的比电容最高;活化温度在700℃以上,活性炭的比电容降低。在700~1 000℃下制备的活性炭,在有机电解液中表现出良好的电化学行为。     

介孔二氧化钛/石墨烯材料的制备与储锂性能

采用溶剂热法制备介孔二氧化钛颗粒,探究了溶剂热反应时间对制备介孔结构的影响;采用APTES对二氧化钛进行表面电荷改性,探究了不同条件对表面电荷改性的影响;采用静电吸附法制备了介孔二氧化钛/石墨烯,并测试电化学性能。结果表明,二氧化钛的介孔结构和包覆石墨烯均有利于提高材料比容量、倍率性能及循环性能。     

超级电容器用介孔NiO的制备及性能

以十二烷基硫酸钠(SDS)、尿素分别为模板和沉淀剂,在80℃下与NiCl2·6H2O反应6 h,合成了前驱体Ni(OH)2.前驱体在260℃下煅烧5 h后,得到超级电容器电极材料介孔NiO.材料的孔径约为5 nm,比表面积为305 m2/g,在0.5 A/g的电流下,比电容可达685 F/g.     

不同介孔结构的磷酸钛的制备及性能

采用溶胶凝胶模板法结合煅烧的方法,通过选用不同的模板剂合成得到具有不同介孔结构的磷酸钛材料,运用X-射线粉末晶体衍射技术(XRD)、低温N_2吸脱附技术和高分辨透射电子显微技术(HRTEM)对样品进行了表征,并分别对各材料的介孔结构及其电化学性能进行了研究.结果表明.材料介孔结构的长程有序性及其孔径大小都对材料的电化学性能有影响,例如在大电流密度下(如:150 mA/g),长程有序性较好的与长程有序性较差的磷酸钛介孔材料的首次放电比容量分别为93.9、67.9 mA/g,经过100次循环后,容量的保持率分别为54%、20%;大孔径与小孔径的磷酸钛介孔材料的首次放电比容量分别为96.1、67.9 mA/g,经过50次循环后,容量的保持率分别为66%、17%.     

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。     

基于大孔炭电极的锂离子电池制备及性能

以新型SiO2大孔材料为载体,采用原位聚合及真空热解的方法制备出大孔径C/SiO2导电材料,以其为基体经SbCl3原位水解和高温重结晶得到三维大孔结构的C/SiO2/Sb2O3(crystal)复合材料.通过热重分析、X射线衍射、扫描电镜、充放电和交流阻抗等多种方法对C/SiO2/Sb2O3的结构和相应锂离子电池的性能...     

氮掺杂的介-微孔碳/硫复合材料的性能

在真空高温条件下,通过热处理甘氨酸、碳纳米管(CNT)和单质硫,一步制备氮掺杂的介-微孔碳/硫复合材料。采用XRD、SEM、循环伏安和恒流充放电等方法,分析复合材料的结构、形貌及电化学性能。制备的复合材料用作锂/硫电池正极,与普通热熔法制备的硫/CNT相比,电化学阻抗降低了38.1%,在1.6~2.8 V循环,0.2 C首次放电比容量增加了24.4%,不同倍率下的循环性能平均提高21.4%。     

可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH,可以提高MnO2电极的可充电性能     

钴-泡沫镍催化剂制备及性能研究

泡沫镍具有较高的比表面积和大的孔径,适合作为硼氢化钠(NaBH4)催化水解供氢用催化剂的载体,采用化学镀的方法制备钴-泡沫镍催化剂,考察了负载钴量,热处理和添加钯对催化性能的影响。结果显示,钴负载量对活性影响显著;热处理虽然不能显著提高催化剂活性但可显著提高其稳定性。钴-泡沫镍催化剂经过300℃热处理后,在碱液中存放32 d活性为36.92%,而添加钯并300℃热处理后在碱液中存放32 d活性可保持41.63%。     

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...     

类棒状C/Ni/MoO2复合材料的制备及电化学性能

通过P123辅助水热法制备柱状的NiMoO4前驱体材料,然后采用一步煅烧还原的方法得到类棒状的C/Ni/MoO2复合材料.分别运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对C/Ni/MoO2复合材料的组成、结构、形貌进行了表征.该复合材料中的碳基质与Ni颗粒共同构筑了良好的三维导电网络以及作为非活性材料,有效地缓冲了MoO2脱嵌锂过程中的体积膨胀.对锂半电池电化学性能测试结果显示,在100 mA/g电流密度下循环100次后,材料可逆比容量为686 mAh/g,库仑效率为99％;倍率测试中,1000 mA/g电流密度下,可逆比容量仍能保持在376.5 mAh/g.     

聚丙烯腈基活化炭纳米球电极材料制备及性能

采用无皂乳液聚合法合成粒径为200~220 nm的聚丙烯腈纳米球,将其依次经过冷冻干燥、氧化稳定化、炭化活化处理,制备出超级电容器用炭纳米球电极材料。采用扫描电子显微镜、低温N2吸附及红外光谱仪对其表面形貌、孔结构及表面基团等进行表征,并对其电化学性能进行了测试。结果显示,在聚合物前驱体与KOH的质量比为1∶4,活化温度为800℃,活化时间为1 h的条件下,所制备的活化炭纳米球电极材料比表面积达2 361 m2/g,总孔容达1.2cm3/g。其电极在3 mol/L的KOH电解液中的比电容达246 F/g,且具有良好的充放电性能,漏电流仅为0.041 mA。     

石墨烯基柔性电极材料制备及性能研究

通过电化学沉积法和水热还原法分别将聚苯胺(PANI)和石墨烯(rGO)原位生长在功能化碳纤维(FCC)表面,成功制备出石墨烯包裹的PANI纳米线阵列修饰功能化碳布(FCC-PANI-rGO)复合材料.研究表明,在碳纤维表面形成的PA N I阵列呈现有序的纳米结构,可以有效降低复合材料的阻抗,聚苯胺和石墨烯对碳布共同修饰...     

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。     

负极材料石墨/SnO2/无定形碳的电化学性能

用液相法合成石墨/SnO2复合材料,再以葡萄糖为碳源,用水热法包覆碳,合成石墨/SnO2/无定形碳复合材料。用XRD、SEM、恒流充放电和循环伏安法对复合材料的结构、形貌和电化学性能进行分析。两种复合材料中,SnO2的结晶度都很低,包覆的碳为无定形结构;石墨/SnO2/无定形碳复合材料的团聚较少,循环性能良好,以100 mA/g充放电,首次充电比容量为432.1 mAh/g,第45次循环时为403.4 mAh/g,容量保持率为93.4%。     

RGO/PANI复合纤维柔性电极的制备及性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,用一步水热法制备还原氧化石墨烯(RGO)纤维,再采用电化学沉积法在纤维上沉积聚苯胺(PANI),制备RGO/PANI复合纤维电极,用于纤维状超级电容器.所得复合纤维电极在0～1 V充放电,电流为1 A/g时的比电容达到209.6 F/g,以10 A/g的电流循环10000次,电容保持率仍有95.6％.     

PANI/MXene复合纤维柔性电极的制备及性能

在现有湿法纺纤维的基础上,设计并制备以二维过渡金属碳化物(MXene)为活性原料的纤维电极,再用电化学沉积法制备聚苯胺(PANI)/MXene复合纤维柔性电极.以聚丙烯薄膜为柔性基底、H3 PO4/聚乙烯醇(PVA)为固态电解质,平行排列组装超级电容器.调节沉积时间、控制PANI负载量,能提高复合纤维电极的比电容,以0.6 A/g电流在0～0.8 V充放电,比电容可达274.4 F/g;在3.0 A/g电流下,经过4500次循环后,比电容仍能保持在约81％.     

碳纳米管-锡复合电极材料的制备及性能研究

为了改善锂离子电池锡负极的循环性能,将碳纳米管与锡负极复合,以铜片为基底,采用复合电沉积的方式制备了含有不同直径碳纳米管的Sn-CNTs复合电极,并对其表面形貌,成分与结构分别进行了扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、能量散射光谱(EDS)分析。最后,组装模拟电池并测试其电化学性能。结果表明:制备的电极表面不规则,可明显观察到CNTs与Sn颗粒,且当CNTs直径为10~20 nm时,其在镀层内含量最高,制备的Sn-CNTs复合电极循环性能最佳,经过50次充放电循环后,其比容量仍能达到420 m Ah/g。