炭气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)作为催化剂,制备了炭气凝胶。用红外测试(IR),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜分析(SEM)等对所合成的样品进行了表征,发现炭气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,属于非晶态物质,其X射线衍射图是由一个或两个弥散峰组成,并研究了炭气凝胶电极在不同电解液中的循环伏安性能,计算了它们的比电容。通过对测试结果进行比较和分析发现,在6mol/LKOH溶液中,炭气凝胶电极比容量可达110.06F/g。恒电流充放电试验表明,电极电化学性能稳定,循环寿命长,所制备的电容器比电容达28F/g。     

PAN基凝胶聚合物电解质超级电容器

采用内聚合法制备PAN基凝胶聚合物电解质超级电容器。采用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电等测试方法对超级电容器的性能进行了测试。结果表明:凝胶聚合物电解质的电导率较高,其中10%丙烯腈 1 mol/L LiClO4/EMC EC(质量比1∶1)电解质的室温电导率达到9.34 mS/cm,且由其组成的电容器比电容达24.29 F/g(0.5 mA/cm2);10%丙烯腈 1 mol/L LiClO4/PC EC(质量比1∶1)电解质电容器比电容为20.57 F/g(0.5 mA/cm2),200次循环后比电容下降11.75%(2.0 mA/cm2)。     

炭气凝胶的制备及在超级电容器中的应用

以间苯二酚和甲醛为原料,通过溶胶-凝胶法制备炭气凝胶。用XRD、SEM和N2吸附等进行物理性能分析;用交流阻抗谱、恒流充放电等进行电化学性能测试。随着碳化温度的升高,炭气凝胶的结构逐渐向石墨过渡;比表面积先增加、后减小;平均孔径逐渐增大。碳化温度为900℃时,所得炭气凝胶CA-900的结构最接近石墨,比表面积最大,为693.1 m²/g。CA-900用作超级电容器电极材料具有较好的电化学性能,在288.97 W/kg比功率下的比能量为16.76 Wh/kg,以0.1 A/g的电流(0.01～2.85 V)循环2 000次,电容保持率高达90.18%。     

螺环季铵盐电解质在超级电容器中的应用研究

采用一种新型的四氟硼酸螺环季铵盐/丙腈非水溶液作超级电容器的电解液,与活性炭电极组装成模拟超级电容器,通过交流阻抗、循环伏安及恒流充放电等测试手段对其电化学性能进行了研究。结果表明,超级电容器电化学窗口可以达到4.7V,电容器的单正极比电容可达到469.94F/cm3,并且具有良好的电容特性、可逆性及循环特性。     

超级电容器用聚合物电解质的研究进展

针对聚合物电解质组成、结构和性能的差异,综述了近年来基于聚氧化乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(VDF)-六氟丙烯(HFP)[P(VDF-HFP)]、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)和聚吡略(PPy)用于超级电容器聚合物电解质的研究进展.     

炭气凝胶/石墨烯薄膜在超级电容器中的应用

超级电容器作为一种新型的能量存储设备,因其高功率密度、快速充放电能力和长的循环寿命而受到广泛关注。为此,主要研究了炭气凝胶/石墨烯薄膜在超级电容器中的应用。首先,利用实验制得炭气凝胶/石墨烯电极片,并将其组装为超级电容器,然后通过具体实验验证超级电容器具有良好的电化学性能。     

炭气凝胶/石墨烯薄膜在超级电容器中的应用

以炭气凝胶(CA)和氧化石墨烯(rGo)为原料,制备得到炭气凝胶/石墨烯薄膜。炭气凝胶的引入,避免了石墨烯片层紧密堆积或团聚,使得材料呈现松散堆叠。将CA/GO-4炭气凝胶/石墨烯薄膜用作柔性超级电容器电极,获得了高循环寿命的柔性超级电容器,在充放电循环10 000次后容量保持率高达90.21%,呈现出了较高的比电容。制备得到的薄膜不仅可满足柔性超级电容器电极材料的要求,石墨烯还兼具集流体的作用,大幅降低了超级电容器的内阻,极大提升了其电化学性能。     

碳气凝胶在电化学超级电容器中的应用

碳气凝胶具有导电性好、比表面积高和孔径分布可调的特点,被认为是一种理想的超级电容器电极材料。介绍了碳气凝胶材料的制备工艺和流程,从活化改性及与高比电容量材料的复合两个方面,综述了碳气凝胶及其复合材料在电化学超级电容器中的应用研究进展,提出了研究中存在的问题和今后的研究方向。     

超级电容器用有机电解液的研究

介绍了一种有机电解液体系活性碳基超级电容器的制作过程,对比研究了6种不同的有机电解液,并组装成超级电容器,测试了其电化学性能.结果表明:Et4NBF4/PC体系适合作为超级电容器的电解液;LiPF6/PC、LiPF6/EC PC体系因发生分解反应,不适宜用于超级电容器.     

活性炭纤维毡直接用作超级电容器电极

研究了商品粘胶基活性炭纤维毡直接用作超级电容器的电极,在6 mol/L KOH电解液中的电化学电容性能.活性炭纤维毡的BET比表面积为2 066 m2/g,含氮量为1.48%.高比表面积产生的双电层电容和表面氮原子准电容的作用,使活性炭纤维毡在电流为50 mA/g时的比电容达到194 F/g.由于纤维开放的孔结构和毡电...     

超级电容器水系中性电解液的研究

采用商用超级电容器活性炭,制备了双电层电容器,用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等表征方法研究了活性炭电极在不同中性电解液中的电化学性能。结果表明：活性炭的比电容依KOH、氯化物、硫酸盐、硝酸盐溶液顺序递减,依铵盐、钠盐、钾盐顺序递增;循环性能氯化物和硝酸盐溶液中较差,硫酸盐和KOH溶液中较好,硝酸盐不适合做超级电容器电解质,而（NH4）2SO4和KCl有望成为优良的电解质。     

电解液对超级电容器性能的影响

介绍了锂离子电池电解液和两种季铵盐PC溶液对超级电容器循环伏安、功率特性和循环性能的影响。结果表明,锂离子电解液LiPF6/（EC＋EMC＋DMC）的循环伏安、功率特性差,充电至3.0 V循环2 000次,电容器就发生爆炸,不适合做双电层电容器的电解液;季铵盐PC溶液各项性能优良,是较理想的超级电容器电解液,其中MeEt3NBF4/PC比Et4NBF4/PC具有更高的比电容。     

聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

电解液组成对超级电容器性能影响

以活性碳、石墨、CMC与SBR混合黏结剂为原料制备了EDLC。采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法检测了EDLC在不同有机电解液中的电化学行为。实验结果表明:在1 mol/LEt4NBF4/(AN+PC)(体积比1∶1)电解液中,EDLC具有优良的电化学性能。     

超级电容器用离子液体电解质的研究进展

离子液体具有热稳定性好、不挥发、电导率高、电化学窗口宽等优点,在超级电容器中作为电解质有着很好的应用前景.对离子液体作为超级电容器电解质的最近研究进展进行了介绍.     

锂离子固体电解质的研究回顾

回顾了具有LISICON结构、NASICON结构、钙钛矿型结构的晶态锂离子固体电解质及氧化物、硫化物、氧化物与硫化物混合型玻璃态锂离子固体电解质的研究情况,介绍了锂离子固体电解质薄膜的研究现状。从研究情况来看,无论是晶态还是玻璃态锂离子固体电解质的室温离子电导率都已达到或超过10-3S·cm-1,与有机液态电解质离子电导率不相上下,且合成工艺已大为简化,因此,只要改进固体锂离子蓄电池的设计和制作技术,很可能实现固体锂离子蓄电池的商业化。而对固体锂离子薄膜电池来说,用射频磁控溅射技术制成的Li/xLi2O yP2O4 zPON/LiCoO2薄膜电池具有良好的性能,已基本达到商业化要求。     

活性炭/LiMn_2O_4超级电容器的性能

组装了活性炭(AC)/LiMn2O4(LMO)不对称超级电容器.当m(LMO):m(AC)=0.75:1.00时,AC/LMO超级电容器的比电容最大,电流小于200 mA/g时接近AC/AC超级电容器的2倍.AC/LMO超级电容器的性能受正极极化的限制,考虑到稳定性、循环寿命,应使LMO适当过量[m(LMO):m(AC)=1.10:1.00～1.60:1.00].     

添加铅氧化物MnO2超级电容器的研究

用固相合成法制备了α-PbO、β-PbO、PbO_2和MnO_2。用MnO_2作为超级电容器正极电极材料,并通过在正极活性物质中加入不同的铅氧化物探讨其对正极容量的影响。实验表明添加β -PbO的MnO_2电极在7 mol·L-1 KOH溶液中于-0.3～0.4 V(vs . Hg / HgO)的电压范围内有良好的法拉第电容特性。添加2% β-PbO的MnO2电极比容量达165.7～260 F·g-1,比无添加剂的MnO_2电极的比容量高出62.5%,从实验数据可见,添加的配比对电化学性能的影响较大,添加量为2%时,电极具有良好的电容性能。从2 000次的循环性能看,在电流密度为50 mA·cm-2时,添加β-PbO的MnO_2电极仍具有较好的循环性,容量衰减不到10%。