活性中间相炭微球在超级电容器中的应用

利用KOH化学活化方法制备活性中间相炭微球(MCMBs),通过改变活化剂比例、活化温度及活化停留时间,考察活化条件对活性炭微球吸附性能和孔结构的影响,发现活性炭微球孔结构的变化与活化剂添加量之间存在良好的相关性;未经过炭化处理的中间相炭微球具有独特的各向异性结构,其碳层取向性强,活化产物对小分子(如碘分子)吸附质量具有良好的吸附性能.最大值可达到2 383 mg/g;以活性中间相炭微球为电极材料制备的水系双电层电容器循环性能良好,最大质量比电容可达271 F/g.     

超级电容器碳电极材料的制作工艺研究

运用物理化学联合活化法,在不同活化时间对碳材料进行处理制备活性炭,优化了超级电容器碳电极材料的制作工艺。分析比较了所制电极材料的表面形态,并测定了比表面积、孔容和孔径等活性炭的结构参数。结果表明:活化时间为1.5h可以制得满足要求的活性炭材料。     

生物质炭材料在双电层电容器中的应用

双电层电容器电极材料一般由炭材料组成,随着化石能源的日益枯竭和环境污染的逐步恶化,传统炭材料的生产和应用受到了挑战。采用绿色环保的生物质作为碳源,制备双电层电容器电极材料已成为研究热点之一。介绍了近几年来生物质炭材料的制备及其在双电层电容器中的应用进展,综述了生物质前驱体和制备方法对双电层电容器电化学性能的影响。     

表面活性剂对双电层电容器性能的影响

用高比表面积活性炭作为双电层电容器的电极材料存在等效串联内阻大,可利用比表面积低的问题.通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对活性炭材料表面进行改性,可以使双电层电容器的比容量和大功率放电性能得到很大的提高.结果表明,当添加表面活性剂的质量为活性炭的4%时,可使活性炭电极对有机电解液的润湿性最好,使得双电层电容器在不同电流密度下的比容量分别提高了5.27%(1 mA/cm2)和20.62%(5 mA/cm2),且具有较好的电容性能和循环性能.     

碳气凝胶电极在双电层电容器中的最新进展

通过与无机气凝胶对比,引入碳气凝胶的导电特性。简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳气凝胶在双电层电容器电极材料方面的最新研究进展。总结了碳气凝胶电极制备过程中关键因素,并提出了一些研究展望。     

模板介孔炭在高电压超级电容器的应用研究

以柠檬酸镁/沥青混合物为前驱体,通过模板炭化法制备介孔炭材料。通过调节柠檬酸镁与沥青的比例制备出不同孔径结构的炭材料,并以其作为电极材料,以1.7 mol/L 1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐/碳酸丙烯酯(Emim-TFSI/PC)电解液组装双电层电容器。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试其在不同电压下的电化学性能。实验表明,柠檬酸镁/沥青比例为6∶4时,制备出的介孔炭材料的电化学性能表现优异,扫描电压区间为0~3.5 V时,仍表现为良好的双电层电容性能,充放电电压为3.2 V时,质量比电容达100 F/g。     

表面修饰活性炭的电容器电极

研究了聚苯胺修饰活性炭作为双电层超级电容器电极的电化学行为。利用苯胺在活性炭(AC)表面的吸附在位聚合所形成的聚苯胺(PAn)修饰层提高活性炭的电导率,改进活性炭的孔结构和孔径分布。还可以利用PAn自身的储能特性,提高双电层超级电容器(DLSCs)电极储能能力。经PAn表面修饰的活性炭电导率提高至7.6×10-2S·cm-1;比表面积由1045m2·g-1下降至729.3m2·g-1,但中孔分布比率增大,孔径分布更加平均,经充放电性能测试,放电比容量由31F·g-1提高至43F·g-1。     

碳基双电层超级电容器电极材料的研究进展

双电层电容器作为超级电容器的重要一种，因其成本低、环境友好成为广受关注的新型绿色储能装置。碳基材料是双电层电容器电极材料开发的重点。主要综述了以活化多孔碳、碳纳米管、有序介孔碳、石墨烯为代表的碳基电极材料在双电层电容器中的应用进展，并对其发展前景进行了总结与展望。     

双电层电容器电极制备工艺优化与性能

采用商业超级电容器活性炭,制备了扣式双电层电容器,对其电极制备工艺进行了优化,实验表明:PTFE(质量分数)5%、乙炔黑(质量分数)5%、电极成型压力10MPa、电极载炭量13～26mg/cm2、KOH浓度6mol/L为最佳工艺;在此优化条件下制备的双电层电容器循环性能好,漏电流和自放电较小,大功率下比能量高于当前产品。实验还表明所用活性炭有较多微孔,以致大功率下材料利用率低,有待改善。     

多孔炭电极的结构特性与其电化学性能

以中间相炭微球作为前驱体,在不同条件下进行炭化预处理,再经过化学活化热处理制备活性中间相炭微球,以此为电极材料组装超级电容器并进行电化学测试。研究发现:中间相炭微球的碳层取向随着炭化温度的升高而趋于规整,碳质前驱体整体抵御活化剂刻蚀的能力加强,表现为活化收率随炭化预处理温度的升高而增加,而比表面积和孔容则呈下降趋势;经过炭化预处理的活性炭微球系列样品具有良好电容保持率,在50mA/cm2放电时电容下降仅为1mA/cm2条件下的30%;将活性炭微球的碘吸附值与双电层比电容进行线性拟合,发现碘值与比电容具有良好的线性相关性。     

嵌段共聚物对树脂基多孔炭电化学性能的影响

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,盐酸作催化剂,通过添加嵌段共聚物F127作致孔剂,利用溶液协同自组装和炭化处理制备多孔炭材料。采用扫描电镜、透射电镜和N2吸附分析不同F127加入量制得的多孔炭材料的形貌和孔隙结构,并利用直流充放电、交流阻抗技术和循环伏安法测定以上述多孔炭材料为电极的双电层电容器(EDLC)的电化学性能。结果表明:酸催化下的酚醛树脂基体网络结构在炭化过程中较好地保留了F127形成的微相结构,不同F127加入量制得的多孔炭材料比表面积在640～700 m2/g。F127/R为1.3时制得的多孔炭材料比表面积为701.2 m2/g,孔容为0.54cm3/g,其中中孔孔容0.362 cm3/g,中孔率达67.04%;在30%KOH电解质溶液中低电流密度(1 mA/cm2)充放电时的比电容为165 F/g,电流密度增大20倍,容量保持率为95%,经过5 000次循环,容量保持率达94%以上,具有良好的大电流充放电性能和循环性能。     

碳材料在锂空气电池中的应用及研究进展

综述了有关锂空气电池所应用的碳材料的种类及其性能,总结了不同种类碳材料的物理参数,如比表面积、孔体积、粒子尺度以及电导性等对锂空气电池性能的影响规律;以及碳材料改性对锂空气电池氧电极的性能改善。已有的文献数据表明用于锂空气电池的碳材料必须具有较好的导电性、较大的比表面积、合适的孔体积和粒子尺度等。这些物理化学参数为应用于锂空气电池的碳材料的选择提供了依据。     

多孔微晶炭的制备及储锂性能研究

将AR树脂液相炭化、高温炭化后,通过KOH活化及氢气还原制备了多孔微晶炭。采用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了炭化、活化及氢气还原样品的孔结构、微晶结构和表面化学性质,并通过恒电流充放电测试和循环伏安测试研究了该材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。研究结果表明:炭化样品首次可逆比容量为565.6 mAh/g,活化样品高达925.3 mAh/g,但循环性能欠佳;经氢气还原后首次可逆比容量仍可达684.0 mAh/g,30次循环后维持在约600 mAh/g,具有很好的循环性能。     

粉状活性炭电容性能测试方法的研究

为适应电化学双电层电容器(EDLC)的发展和对所用活性炭评价的需求,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学测试技术,全面考察了电极片组分、压制压力、厚度、EDLC装配压力、电解液浓度、EDLC静置时间以及测试温度等一系列条件对活性炭电容性能测试值的影响,从大量的实验得到了规律性的结果。介绍了研究影响粉状活性炭电容性能测定值的因素得到的相关结果,得出了粉状活性炭的比电容较适合的测试条件。     

适用于锂氧电池的高容量碳基电极

以碳酸钠为催化剂,将间苯二酚与甲醛进行缩聚,所生成的气凝胶在800℃的惰性气氛中进行碳化以制备多孔的碳气凝胶。碳的多孔质地由改变凝胶前体中间苯二酚与催化剂的摩尔比来调节,摩尔比的范围为100~500。气凝胶和碳气凝胶的多孔结构以在绝对温度77K下进行的氮气的吸附–解吸附测量结果表征。已经发现,总孔隙度和碳的平均孔径随着凝胶前体的摩尔比的增加而增大。作为一种活性材料,碳气凝胶用于制造合成碳电极。合成碳电极的电化学性能以将其用作锂/氧电池的负极来进行测试。由静电充放电测量发现,随着摩尔比的增加,由碳气凝胶制造的锂/氧电池的比容量由716 mAhg1增加到2077 mAhg1。所得到的最初10次充/放电循环的电压分布图表明,这些碳样品具有出色的循环稳定性。     

石墨烯掺杂对炭气凝胶电化学性能的影响

以间苯二酚、甲醛、无水碳酸钠与氧化石墨烯为原料,通过溶胶-凝胶法制备得到了石墨烯基炭气凝胶.研究了石墨烯含量对材料微观结构与性能的影响.通过SEM对其表面形貌进行观察、XRD分析其结构和BET确定比表面积与孔径分布,再对所制备的材料进行电化学性能分析.结果表明:在进行一定量的氧化石墨烯掺杂后,炭气凝胶(CAG)表面孔隙...     

聚苯胺/活性炭复合材料的制备及电化学性质

采用溶液聚合原位复合法制备出不同配比的聚苯胺/活性炭复合材料,在分别用扫描电镜(SEM)、红外光谱法(IR)、热重分析法(TG)和电阻率测试研究复合材料的形态、表面官能团、热性能和电导性能的基础上,使用恒流充放电和循环伏安(CV)技术研究了聚苯胺/活性炭复合材料作为双电层电容器电极时的电化学性质。实验结果表明:复合材料呈现较高的热稳定性,当炭含量达到20%时复合材料的导电性最好;50%活性炭含量的电极比电容高达400F/g;电极反应可逆性良好。     

炭材料在铅炭电池负极中的应用综述

从高导电炭构建导电网络、高比表面炭增加双电层电容储能及铅沉积反应位点、多孔炭改善极板孔洞结构、铅炭复合材料利于铅在炭表面上的沉积及发挥各类炭材料的独有特性等方面,对炭材料在铅炭电池负极中的应用进行综述。