NiCo_2O_4修饰活性炭纤维作为超级电容器正极材料及其性能研究

为了改善活性炭纤维的电化学性能、提高比电容,以硝酸镍和硝酸钴为金属源、尿素为碱源,采用水热法对一步活化法制备出的PAN基活性炭纤维(ACF)进行修饰,使其表面均匀负载海胆状的镍钴氧化物(ACF/NiCo_2O_4),通过扫描电镜、X射线衍射等对样品进行形貌和成分表征,采用三电极体系对材料进行电化学性能测试。结果表明,在1 A/g的电流密度下,其质量比电容达到469. 4 F/g,而电压降只有-0. 004 5 V,恒流充放电循环5 000圈后,其电容保持率为97. 87%,证明ACF/NiCo_2O_4材料具有较大的比电容和良好的循环稳定性,可用作超级电容器电极材料。     

纤维状介孔碳材料的制备及超级电容性能的研究

以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,九水硅酸钠为助剂,制备纤维状介孔碳材料。采用扫描和透射电子显微镜对样品进行表征,表明样品具有纤维状形貌并存在无序介孔结构;氮气吸附脱附测试结果表明,样品具有较高的比表面积(1 257 m~2/g),均一的介孔(4.0 nm);电化学测试结果表明,当电流密度为1 A/g时,其比电容为158.5 F/g,具有良好的电容性能和循环稳定性,可作为电极材料应用于超级电容器中。     

纤维状介孔碳材料的制备及超级电容性能的研究

以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,九水硅酸钠为助剂,制备纤维状介孔碳材料。采用扫描和透射电子显微镜对样品进行表征,表明样品具有纤维状形貌并存在无序介孔结构;氮气吸附脱附测试结果表明,样品具有较高的比表面积(1 257 m²/g),均一的介孔(4.0 nm);电化学测试结果表明,当电流密度为1 A/g时,其比电容为158.5 F/g,具有良好的电容性能和循环稳定性,可作为电极材料应用于超级电容器中。     

低温熔盐法制备MnO2及其电容性能研究

采用低温熔盐法在150 ℃的KCl-AlCl3体系中制备了MnO2,并对其结构和形貌进行表征,XRD结果表明所制样品主相为α-MnO2,SEM结果表明样品为微米级片状结构.以所制备的MnO2作为电极活性物质,在2 mol/L的(NH4)2SO4电解液中对其电化学性质进行测试和研究.循环伏安结果表明该材料具有良好的电容性能,用恒流充放电测得在1 mA条件下,放电比电容可达290.72 F·g-1.经5 mA恒电流循环100次后电极性能趋于稳定,充放电效率接近100%,表现出优异的循环性能.     

碳纤维结构表征及其电化学性能研究

碳纤维是一种新型无机纤维材料,具有很高的强度与热稳定性,同时具有双电层电容特性,可应用于高强度耐高温类超级电容器电极基体材料的制备。通过SEM、Raman、XRD、电化学工作站等一系列测试手段对碳纤维进行相关的表征与测试。研究碳纤维结构与电化学性能之间的关系。发现碳纤维具有类石墨结构,使其同时具有良好的双电层电容特性和倍率性能。     

Li(Ni-Co-Al)O_2三元材料制备及其超级电容性能研究

三元正极材料Li(Ni-Co-Al)O2因其良好的电化学性能已经逐渐发展为替代其他传统三元正极材料的新型电极材料。本文以氨水做络合剂、氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀-固相法制备Li(Ni-Co-Al)O2三元材料并用于超级电容器件研究,探究了Li(Ni-Co-Al)O2的制备条件和氧化铝包覆改性对材料超级电容性能的影响。通过X射线衍射、比表面积的表征研究制备条件对Li(Ni-CoAl)O2物化性质的影响,通过循环伏安、恒流充放电、循环倍率以及交流阻抗等电化学性能测试探究了材料的超级电容性能的影响。结果表明:采用共沉淀-固相法制备的三元Li(Ni-Co-Al)O2材料具有良好的比电容,且通过氧化铝包覆改性后材料的比电容和循环稳定性都得到了进一步的提升。     

聚合物功能性填料豆秸基活性炭的制备及导电性能研究

为了增强橡胶制品的耐热性或者一般高分子聚合物的导电性,活性炭作为一种功能性填料被用于相关材料的成型加工中。本文采用豆秸活化,并在高温下炭化制备了高分子材料的填料—活性炭。并且通过多种测试手段分析其电化学性能。本文主要研究了采用KOH直接活化豆秸粉的方法,并通过700℃高温碳化获得高比表面积豆秸基活性炭。通过改变原料与KOH的混合比例,得到不同的产品。通过电化学性能测试、氮气吸附测试、电镜分析等对所得到的碳材料进一步表征。结果显示,采用改变KOH的比例制得的不同碳材料都含有丰富的微孔及一定量的介孔和大孔。其中DFC-1:1.5样品的总比表面积达到1269 m2/g,微孔率达93.8%。将所制备的碳材料制备成电极材料,在浓度为30%氢氧化钾电解液中进行电化学性能测试。测试表明,活性炭表现出良好的超电容特性。其中DFC-1:1.5电化学性能较好,在电流密度0.1 A/g下,其电容值达到255.1F/g,在电流密度增加到5A/g时其比电容依然可达160.7 F/g。通过三电极交流阻抗测试,碳材料的内阻非常小,说明导电性能良好。     

纳米碳材料的超级电容器性能测试

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼对纳米碳材料进行表征。测试结果表明,样品纳米碳具有较高的纯度。循环伏安、充放电及循环等电化学性能测试表明,纳米碳电极的比电容较高,循环稳定性较好,且具有良好的电化学性能。     

熔盐法合成MnO2粉体及其超级电容性能

采用熔盐法在不同温度下制备了MnO2粉体.X射线衍射仪分析表明:粉体样品为α-MnO2和γ-MnO2晶混合物,反应温度越高样品的结晶程度越好.将MnO2粉体与石墨、乙炔黑、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素按质量比为75:10:10:2:3进行混合,在10 MPa压力下压制成电极.在2 mol/L (NH4)2SO4溶液中,用三电极体系对MnO2电极样品进行电化学性能测试.结果表明:制备粉体的反应温度是影响MnO2粉体制备的电极的电化学性能的重要因素,反应温度为450 ℃的粉体制备的电极样品电容性能最好.循环伏安测试表明该样品在0～1.0 V电位窗口范围内具有较好的矩形特征;交流阻抗测试结果显示样品具有典型的电容阻抗特性,其等效串联电阻和电极反应电阻分别为0.064 Ω和2.825 Ω.在电流密度为2 mA/cm2,恒流充放电时测得其放电比容量可达246.46 F/g.     

N/S共掺杂多孔炭材料的制备及在超级电容器中的应用北大核心

以蚕丝氨基酸为炭前驱体和杂原子源,经过KOH活化制备了一系列多孔炭材料,经过扫描电镜和X射线衍射等方法对炭材料进行了结构表征;将其作为超级电容器电极材料,并对其电化学性能进行测试。结果表明,经过活化后的炭材料具有无定形结构;在最佳条件下制备的炭材料SA-3具有较高的比电容,在电流密度1 A·g^(-1)时比电容高达230 F·g^(-1),经过5 000次充放电循环测试后电容仍能保持99%以上,交流阻抗结果显示炭材料具有较小的内阻,意味着在超级电容器中的应用具有良好的电荷存储潜力。