椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发

为了开发体积小巧、大功率放电性能优良的超级电容器,选用比表面积1 660m2/g的椰壳活性炭,采用扣式电池结构,通过恒电流充放电、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜等方法对其用于超级电容器的性能进行了考察。结果表明,选用椰壳活性炭的最大比容量为79F/g,大功率放电性能优良。继而采用该种椰壳活性炭为电极活性物质,以6m o l/L KOH为电解液,外包装采用涂覆防腐蚀尼龙层的铝箔袋软包装组装了1V、70F的超级电容器,外形尺寸为35mm×43mm×6mm。测试结果表明其比功率密度为170W/kg或330W/L,比能量密度1W h/kg,大功率放电特性较好。     

流延涂布法制备活性炭电极膜片的超级电容器

应用流延涂布方法制备活性炭电极膜片,采用电极膜片层叠技术制造超级电容器.由于使用价廉的粉状活性炭做电极原料,大大提高了电容器的制造效率,为大批量生产和商业化创造了条件.电化学应用测试发现KOH体系超级电容器拥有良好的电化学性能.其能量密度可达1.16 Wh/Kg,5万次充放电循环后能量损耗率小于20 %,且功率特性好,内阻和漏电流小,能够在-20 ℃～80 ℃下正常工作,保存500 d后性能基本上没有衰减.     

碳纳米管在超级电容器中的应用研究进展

超级电容器是近年来发展起来的一种新型储能装置。碳纳米管由于具有独特的中空结构，良好的导电性和高的比表面积，被认为是超级电容器理想的电极材料之一，引起了广泛的关注。通过介绍碳纳米管在超级电容器中的应用研究进展，评述了碳纳米管、活化碳纳米管、碳纳米管／金属氧化物复合物以及碳纳米管／导电聚合物复合物用做超级电容器电极材料的特点和性能。认为单纯的碳纳米管由于比表面积小，比容量偏低。化学活化可以显著提高碳纳米管的比表面积，增大其比电容。将碳纳米管与准电容材料金属氧化物或导电聚合物复合。可以发挥各自的优势，从而得到低成本、高性能的复合电极材料，将是今后发展的一个方向。     

超级电容器碳纳米管及其复合电极材料最新研究进展

超级电容器作为一种新型储能元件,具有比传统电容器高得多的能量密度和比电池大得多的功率密度以及超长的使用寿命等特点.碳纳米管由于具有良好的导电性和高比表面积而成为超级电容器的理想电极材料.综述了用作超级电容器电极材料的碳纳米管及其复合材料的结构、特性、电化学性能和基于该材料的超级电容器研究的新成果.     

超级电容器用活性炭电极材料的研究进展

活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用.论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向.     

聚噻吩/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料的电性能

采用原位聚合的方法在活性炭表面引发噻吩聚合,制备不同配比的聚噻吩/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料,并研究了不同配比对材料电性能及结构的影响.采用傅里叶红外光谱及场发射扫描电镜研究了材料的化学结构及表面形态.采用循环伏安,恒流充放电等方法评价了材料电性能.结果表明,当活性炭与噻吩的摩尔比为10:1时,复合材料呈蓬松...     

用于超级电容器电极的炭化碳纳米管复合纸

对一种以炭化的碳纳米管复合纸为电极的超级电容器进行了研究。纸纤维为基体,碳纳米管为功能材料,将分散好的碳纳米管与纸纤维混合均匀抽滤,制成碳纳米管复合纸,碳纳米管复合纸在真空炉中经1460℃炭化。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱仪对其进行分析。以1mol/L的LiPF6为电解液,对以炭化碳纳米管复合纸作电极的超级电容器进行循环伏安、恒流充放电和交流阻抗谱测试。扫描速率为1mV/s时,炭化碳纳米管复合纸电极的比容量达到105F/g;放电电流为12mA时,比能量和比功率分别为22 Wh/kg、1.5kW/kg,表现出良好的超级电容器性能。     

表面掺杂改性生物质活性炭在超级电容器中的应用

活性炭作为超级电容器电极材料,具有许多优点,但也存在能量密度低、比电容不足的缺点。介绍了双电层电容器和赝电容电容器的储能原理以及生物质活性炭的制备工艺,综述了近年来表面掺杂N、S、O、P和金属氧化物改性生物质活性炭电极材料在超级电容器中的应用,指出了存在的问题及未来研究方向。     

卷绕式活性炭纤维布超级电容器的研究

以活性炭纤维布（activated carbon fibre cloth,ACFC）为电极材料,以1mol/L的Et4NBF4/PC为电解液,制备卷绕式ACFC超级电容器。利用BET测试ACFC的孔隙性,利用恒流充放电测试和漏电流测试对ACFC超级电容器的性能进行表征。结果表明,基于ACFC的超级电容器达到80F/g的比容,能量密度达到20.2Wh/kg,功率特性好、漏电流小,具有很好的产业化前景。     

超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

Binder-free activated carbon/carbon nanotube paper electrodes for use in supercapacitors

Novel inexpensive, light, flexible, and even rollup or wearable devices are required for multi-functional portable electronics and developing new versatile and flexible electrode materials as alternatives to the materials used in contemporary batteries and supercapacitors is a key challenge. Here, binder-free activated carbon (AC)/carbon nanotube (CNT) paper electrodes for use in advanced supercapacitors have been fabricated based on low-cost, industrial-grade aligned CNTs. By a two-step shearing strategy, aligned CNTs were dispersed into individual long CNTs, and then 90 wt%–99 wt% of AC powder was incorporated into the CNT pulp and the AC/CNT paper electrode was fabricated by deposition on a filter. The specific capacity, rate performance, and power density of the AC/CNT paper electrode were better than the corresponding values for an AC/acetylene black electrode. The capacity reached a maximum value of 267.6 F/g with a CNT loading of 5 wt%, and the energy density and power density were 22.5 W·h/kg and 7.3 kW/kg at a high current density of 20 A/g. The AC/CNT paper electrode also showed a good cycle performance, with 97.5% of the original capacity retained after 5000 cycles at a scan rate of 200 mV/s. This method affords not only a promising paper-like nanocomposite for use in low-cost and flexible supercapacitors, but also a general way of fabricating multi-functional paper-like CNT-based nanocomposites for use in devices such as flexible lithium ion batteries and solar cells.      

超级电容器用中孔炭的研究

以石油焦为原料,运用化学活化法制备了超级电容器用高比表面积中孔活性炭。利用XRD、SEM和BET对实验制备的中孔炭进行了分析和表征。以实验制备的活性炭为超级电容器电极材料,利用恒流充放电测试对其电容特性进行了研究。结果表明,实验研制的活性炭的比表面积为1733m^2／g,中孔含量达到60．6％,在150mA／g的电流密度下其比容达到180F／g,而且基于实验研制的活性炭的超级电容器具有低内阻和良好的功率特性。     

氯化铜/活性炭复合电极的制备及性能的研究

以酚醛树脂为活性炭基体,采用化学掺杂法掺杂氯化铜,制备氯化铜／活性炭复合电极材料。通过物理吸附考察了金属氯化铜的存在下不同活化时间对金属复合活性炭孔径分布的影响,实验表明活化时间越长,比表面积越大,中孔含量越高。通过透射电镜和X射线衍射对复合电极的微观结构进行了研究,表明金属铜以纳米级均匀分散在活性炭中。通过比较活性炭电极和复合电极的电化学性能,说明掺杂金属铜可以有效提高比电容,并对充放电机理进行了探讨。     

添加多壁纳米碳管活性炭电极材料的电化学电容特性

在活性炭电极材料中，用多壁纳米碳管作导电添加剂替代传统的炭黑、石墨粉等可较大地改善电极材料的性能。当添加质量分数为5％的多壁纳米碳管时，活性炭电化学电容器的比电容量由添加同量炭黑的130F／g增加到185F／g，同时提高了活性炭电容器的频率响应性能。基于该研究结果试制出不同规格的添加多壁纳米碳管的活性炭电化学电容器样品，结果表明添加多壁纳米碳管的活性炭电极材料具有良好的电化学电容特性。     

过渡金属/活性炭电极的电容性能研究

选用微孔和中孔活性炭采用浸渍法负载金属离子,考察在水性电解质中用于超级电容器的活性炭复合电极的电化学性能,探讨活性炭在负载前后的放电容量变化情况.采用低温氮吸附和直流恒流循环实验考察活性炭复合电极的孔结构及电容性能.研究表明:金属Cu、Mn具有比较明显的准电容效应,Co、Ni可提高中孔活性炭的放电容量,而金属Mo、Fe和Y的准电容效应不显著;中孔活性炭负载金属的作用明显强于微孔活性炭;中孔活性炭负载金属Cu时,放电容量随负载量的增加而上升.     

双电层电容器用中孔活性炭电极的电化学性能

选用中孔活性炭作为双电层电容器的电极材料,实验发现,中孔活性炭电化学性能优异,比表面积利用率高达93．5％,用水蒸气活化可以增加活性炭的比表面积,随着活化时间的延长,活性炭收率降低,活化2h收率仅为26．5％,同时比表面积从原来的760m^2/g增加到1480m^2/g,且主要在2nm附近孔结构分布强度增强,比电容随活化时间的延长而增加,但增速低于比表面积的增加幅度。     

Preparation of sponge-like activated carbon via carbonization of super absorbent polymer (SAP) as electrode materials for supercapacitors

Sponge-like activated carbon with hierarchical pores and 3-dimensional (3D) connected skeletons has been fabricated by direct carbonization of super absorbent polymer followed by KOH activation. The pore size and shape of the porous carbon could be modulated by variation of carbonization temperature, which significantly affected the electrochemical performance. Specifically, the porous carbon obtained at an activation temperature of 700°C shows excellent capacitive performance in 1M KOH aqueous electrolyte: a high specific capacitance of 243 F/g at a current density of 1A/g, and a high capacitance retention of 95% after 5000 cycles.     

碳纳米管薄膜电极的制备及电容吸附性能

采用低压CVD法制备得到的金属镍基碳纳米管薄膜直接作为电容去离子器（CDD）的电极材料，并对碳纳米管薄膜进行了扫描电镜观察和比表面与孔径分析，探讨了该电极材料的电容吸附性能。NaF溶液的吸附实验结果表明：该电极材料的去离子效果明显、且可再生和重复使用。