超级电容器氧化物电极材料研究进展

介绍了超级电容器氧化物电极的储能原理和特点,综述了近年来超级电容器氧化物电极材料的研究进展和现状,并探讨了其发展方向和研究重点.     

超级电容器复合电极材料应用研究进展

对超级电容器复合电极材料的研究进展进行了综述.超级电容器是一种新型能源器件,性能介于传统电容器和电池之间,具有高能量密度、高功率密度、循环寿命长和污染小等特点.超级电容器的电极材料包括炭材料、金属氧化物和导电聚合物,由于复合电极材料能利用各组分间的协同效应提高整体性能,所以比单纯的炭材料、氧化物以及导电聚合物具有更好的应用前景.     

高性能超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器即电化学电容器,是近年来发展起来的一种新型储能元件,通过离子吸附（双电层电容）或氧化还原法拉第反应（赝电容）导致电荷在电极中的储存,电荷储存机理和纳米材料的快速发展使得超级电容器的性能得到显著提高。介绍了近些年超级电容器电极材料的研究进展,从炭素材料、过渡金属氧化物和导电聚合物这3类基础材料出发,结合纳米技术并由此制得的纳米材料,综合分析了高性能超级电容器及其电极材料的发展趋势。     

碳基有机电解液超级电容器性能研究

为了提高碳基有机电解液超级电容器的容量，对电容器电极中的导电剂、粘结剂含量以及电极成型压力对超级电容器的比容量的影响进行了研究．通过对等效电路和交流阻抗图谱的模拟分析，研究了电极电阻、极化电阻、扩散电阻、双电层电容、极限容量等参数与导电剂、粘结剂含量的关系．确定了导电剂和粘结剂的最佳含量．对优化后使用组装的超级电容器，采用循环伏安和恒电流充、放电的方法，对超级电容器的工作电压、容量、循环寿命、漏电电流进行了测量．结果表明：该超级电容器工作电压可达到3V，电容器的比容量可达到31．78F／g，电容器循环5000次以后，容量衰减1．26％．     

美国研发采用铌纳米线制成的超级电容器

<正>美国麻省理工学院的研究人员以铌纳米线作为电极,研发出了一种超级电容器,为可穿戴设备提供了一种供电新方法。据了解,这种超级电容器以铌纳米线作为微型超级电容器的电极,可瞬间提供高功率密度能量,具有比现有电池更出色的效率,且占用空间     

金属硫化物及其复合材料在超级电容器领域的研究进展

随着人们对于清洁能源要求的不断提高,超级电容器以具有超高比电容、高功率密度和长循环等特点引起人们的研究兴趣.超级电容器已经被应用在许多工业领域中.电极材料是决定超级电容器性能的重要因素之一.过渡金属硫化物因其具有独特的电子结构和多型性的特征被广泛用作为电极材料,但其在电化学循环过程中,容易产生穿梭效应和体积变化破坏电极...     

载镍活性炭材料及复合型超级电容器

为提高碳基电化学电容器的比电容和和能量密度,采用化学沉积法将少量镍氧化物沉积在活性炭上,得到沉积镍氧化物的活性炭材料并以此材料做成复合电极用于混合型电化学电容器的正极.研究显示,沉积镍氧化物后,碳材料的比表面积略有减小,但孔径分布没有明显变化.复合电极作为混合型电容器的正极时,比电容达到194.01F/g,比纯活性炭正极的175F/g提高了10.84%;复合电极在6mol/L的电解液中析氧电势为0.296V,比纯活性炭电极的0.220V高出0.076V,因此,具有较高的能量密度.不同放电电流密度下的恒电流测试结果显示,沉积镍氧化物活性炭复合电极的比电容值没有明显变化,与纯活性炭电极一样表现出良好的功率特性.采用沉积镍氧化物活性炭作为正极材料的复合型电容器,在6mol/L的KOH水溶液作为电解液时,单体电容器的工作电压可以达到1.2V,高于纯活性炭制备的双层型电容器0.2V.充放电循环10000次时,复合型电容器的电容仅降低到初始电容的90%.上述结果表明,在活性炭上沉积少量镍氧化物颗粒可以提高碳基电化学电容器的比电容和能量密度.     

柔性自支撑石墨烯基复合超级电容器电极材料研究进展

随着电子器件逐步向功能化设计发展,兼具多储能机制的柔性自支撑石墨烯基复合超级电容器电极材料是目前的研究热点之一。本文大量参考了近期研究成果,从储能机制的结合方面综述了近年来以石墨烯为基础材料的两相或三相材料复合柔性自支撑超级电容器电极材料的研究进展和目前研究存在的问题,以期以更深入的理论研究为指导,以复合方式综合各主要材料的优点,实现柔性自支撑石墨烯超级电容器电极材料性能的进一步提升。     

钛基材料在超级电容器中的研究进展

超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长等优点,被认为是最有前途的储能装置之一.电极材料是影响超级电容器性能的决定性因素,其中,钛基材料以其天然丰度、低毒、低成本和易制备等优点被作为超级电容器的候选电极材料,并得到广泛研究.研究人员通过对其形貌结构的调控,从而达到提高电极材料电化学性能的目的,使其在众多能源功...     

石墨烯基全固态平面超级电容器电化学性能

针对全固态平面超级电容器性能偏低的问题,采用一种由在硅片上直接生长的方法制备出石墨烯薄膜作为电极,利用双电层超级电容器工作原理,采用PVA/H2SO4凝胶电解质,制备得到石墨烯基全固态平面超级电容器。循环伏安测试结果表明:该超级电容器具有双电层电容特性。循环伏安曲线没有氧化还原峰,说明双电层电容完全提供电极的容量。当扫描速率为50 m V/s时,该超级电容器的循环伏安特性较好,面积比电容为290.24μFcm-2,能量密度为22.68μWhcm-2。为平面微型超级电容器的研究提供了重要参考。     

金卤灯电极电解氧化实验研究

金卤灯内胆大多由透明的石英玻璃与组件电极密封组成。根据玻璃与金属的润湿性原理, 在封接前, 通过电 解氧化的方法在金卤灯电极表面氧化成低价的金属氧化物, 解决两种相异材料的永久封接问题。选用金卤灯电极 70/100 W 为研究对象, 进行电解氧化处理实验研究。通过正交实验以及数据分析, 研究电解液盐酸含量、电解电压、 电解电流、电解反应时间 4 种实验参数及其交互作用对氧化层质量的影响。利用数显显微镜观察表面氧化层质量, 并在封接后进行漏气检测。实验结果表明：运用电解氧化方法在金属表面产生一层低价氧化物, 能使玻璃与金属形 成牢固的气密封接。     

La-W、Ce-w、Y-W电极材料热发射性能研究

研究了稀土元素Ｌａ．Ｃｅ．Ｙ对钨极材料热电子发射能力和稳定性的影响．利用粉末冶金和压力加工方法,制备了系列稀土钨电极材料,并对它们分别进行了引弧、静特性等焊接性能研究,借助于扫描电镜和Ｘ－ｒａｙ能谱仪对镧钨、钇钨、铈钨等燃弧后的４种电极（含用于参照的钍钨电极）进行显微观察,分析了稀土元素在钨电极热发射过程中的行为和作用机制．研究表明：在中小电流时ｗ（Ｌａ２Ｏ３）＝２．２％的Ｌａ２Ｏ３－Ｗ电极具有较好的电子发射能力和稳定性,钇钨和铈钨次之,在大电流工作时,钇钨电极热电子发射能力和稳定性最好．     

空气电极用氧还原催化剂的研究现状

对于金属——空气电池用空气电极催化剂的研究，国内外基本围绕铂及铂合金、银、金属螯合物、金属氧化物(锰氧化物、钙钛石型复合氧化物等)等几个系列来开展工作。目前，钙钛石型复合氧化物由于其结构复杂多变，催化性能突出，是近几年来研究较多的一种金属氧化物催化剂，极具发展潜力和广阔的应用前景。     

Effect of Overcharge on Electrochemical Performance of Sealed-Type Nickel/Metal Hydride Batteries

The effects of overcharge on electrochemical performance of AA size sealed-type nickel/metal hydride（Ni/MH） batteries and its degradation mechanism were investigated. The results indicated that the relationship between the effects of different overcharge currents on the increasing velocity of inner pressure and the degradation velocity of cycle life and discharge voltage remains in almost direct proportion. After overcharge cycles, the positive electrode materials remain the original structure, but there occur some breaks because of the irreversible expand of crystal lattice. And the negative electrode alloy particles have inconspicuous pulverization, but are covered with lots of corrosive products and its main component is rare earth hydroxide or oxide. These are all the main reasons leading to the degradation behavior of the discharge capacity and cycle life of Ni/MH batteries.     

High-performance supercapacitor based on MOF derived porous NiCo2O4 nanoparticle

Transition metal oxide is a promising candidate for future supercapacitors due to its pronounced electrical properties and low cost. Unfortunately, the poor cycle stability and low capacitance due to the small lattice spacing and strong volume expansion in dense transition metal oxide impede its practical applications seriously. Herein, a nanoporous electrode of metal oxide has been prepared via the solvothermal and subsequent calcination process of MOF-74(MOF=metal-organic framework), which shows outstanding cycle reversibility, excellent capacitance. Because of large surface areas with a nanoporous structure which is beneficial to the ion transport and relief to volume expansion. Three samples with different divalent metals(MOF-74-Ni, MOF-74-NiCo_2 and MOF-74-Co) were prepared by hydrothermal method. After a facile annealing process, the NiO, NiCo_2O_4 and Co_3O_4 with the large surface area and porous structure were easily obtained and further the electrochemical properties were investigated. As a result, the NiCo_2O_4 electrode exhibits obviously high specific capacity(684 F/g) and excellent cycling stability(86% retention after 3000 cycles) compared with the monometallic oxides.     

面向平板结构钙钛矿太阳能电池的金属氧化物综述

作为平板结构钙钛矿太阳能电池的电荷传输层，金属氧化物薄膜对器件性能有重要影响. 系统性概述平板结构钙钛矿太阳能电池对金属氧化物薄膜形貌、电学、光学、化学及热等物理特性要求，并对目前在高效钙钛矿太阳电池制备中最有前景的金属氧化物电子传输层及空穴传输层材料特性及代表性工作进行总结. 针对大多数金属氧化物迁移率低、表面缺陷多及能级匹配差的问题，分析元素掺杂、表面改性、复合薄膜设计等手段解决的相关进展. 总结目前金属氧化物薄膜沉积技术现状及优缺点，探讨今后薄膜沉积技术发展、改进方向. 对低温沉积金属氧化物薄膜在柔性器件方面的应用进行展望.     

Rare earth and transitional metal colloidal supercapacitors

The search of electrode materials with high electrochemical activity is one of key solutions to actualize both high energy density and high power density in a supercapacitor. Recently, we have developed one novel kind of rare earth and transitional metal colloidal supercapacitors, which can deliver higher specific capacitance than electrical double-layer capacitors(EDLC) and traditional pseudocapacitors. The electrode materials in colloidal supercapacitors are in-situ formed electroactive colloids, which were transformed from commercial rare earth and transitional metal salts in alkaline electrolyte by chemical and electrochemical assisted coprecipitation. In these colloidal supercapacitors, multiple-electron Faradaic redox reactions can be utilized, which can deliver ultrahigh specific capacitance often larger than one-electron capacitance. Multiple-valence metal cations used in our designed colloidal supercapacitors mainly include Ce3+, Yb3+, Er3+, Fe3+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Sn2+ and Sn4+. The colloidal supercapacitors can be served as the promising next-generation high performance supercapacitors.     

碳基非贵金属催化剂的制备及其催化性能研究进展

碳基非贵金属催化剂的研制和开发是目前材料科学与催化领域的前沿方向之一。与传统的贵金属催化剂相比, 其具有比表面积大、 来源广泛、 价格低廉、 环境友好、 耐腐蚀等独特优点。结合近年来国内外碳基非贵金属催化剂研究进展, 综述了石墨烯基非金属催化剂、 石墨烯基非贵金属氧化物催化剂、 碳材料分散非贵金属单原子催化剂的合成方法及研究现状。     

微生物燃料电池非贵金属氧化物阴极催化剂研究进展

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一种利用微生物将底物中的化学能直接转化为电能的理想产电装置,具有产电与废弃物处置双重功效.为探究非贵金属氧化物作为微生物燃料电池阴极催化剂可能的研究方向和发展趋势,主要总结了近几年来两种主要非贵金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛)作为微生物燃料电池阴极催化剂的最新研究进展,并分析了其可能的催化反应机制.随后,对其发展方向提出了自己的见解:1)阴极材料改性:包括金属氧化物替换、掺杂、形貌特征改变等;2)阴极材料结构形貌改性:水热合成、液相沉积、溶胶凝胶等方法.     

高能球磨在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用进展

近年来, 随着便携式电子电气设备的发展, 人们对锂离子电池负极的储锂性能和循环稳定性等有了更高的 要求。石墨作为目前商业化程度最高的锂离子电池负极材料, 有着成本低、性能稳定、环境友好等优点, 但同时也存 在比容量低、石墨片层剥落削减使用寿命等缺点, 不足以满足新一代高能量新能源设备的要求。为解决这一问题, 研究学者们在对以石墨为主导的负极进行改性的同时, 也探索着硅基、锡基、过渡态金属化合物等大容量、高性能 材料在锂离子电池负极的应用。在高能球磨法的基础上, 综述其在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用研究进 展, 提出高能球磨法在改性锂离子电池负极储锂材料领域的应用建议, 并对锂离子电池负极改性技术的发展趋势进 行展望。