硼掺杂石墨烯的制备及在超级电容器中应用进展

硼掺杂石墨烯能够提供高电导率、高比表面积、许多缺陷边缘活性位点而具有优异的电化学性能,硼掺杂石墨烯的制备方法有水热法、热处理法、等离子处理法、化学沉积法、电弧放电合成法等。在介绍硼掺杂石墨烯的制备方法和特点的基础上,综述了以硼掺杂石墨烯为电极材料的超级电容器应用进展。     

Al掺杂炭气凝胶超级电容器电极材料的制备以及电化学性能

以间苯二酚和甲醛为原料,硝酸铝、硫酸铝为催化剂,通过溶胶凝胶反应制备有机气凝胶,分别将有机气凝胶直接在氮气中高温炭化和经磷酸溶液活化后再经氮气高温炭化得到Al掺杂的炭气凝胶,研究Al掺杂和磷酸活化对炭气凝胶性质的影响。经SEM、氮气吸附-脱附以及XRD等对样品进行表征,分析样品的形貌和结构,采用循环伏安、恒流充放电测定了材料的电化学性能。结果表明,Al掺杂和磷酸活化增加了微孔孔容,提高了材料的比表面积。Al掺杂炭气凝胶中,硝酸铝为催化剂制备的电极材料质量比电容高于硫酸铝,为125 F/g。磷酸活化后,材料的比电容达到225 F/g。掺杂和活化均提高了材料的质量比电容,其中磷酸活化对质量比电容影响更大。     

石墨烯气凝胶的电化学性能研究

以添加有机溶剂对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,采用水热还原法得到还原氧化石墨烯(RGO-AJ)水凝胶,再分别通过冻干和晾干的方式进行干燥,得到两种不同的电极材料——RGO-AJ(冻干)和RGO-AJ(晾干)。将RGO-AJ制成电极片,组装成为超级电容器进行电化学性能测试。测试表明,在晾干处理方式下的RGO-AJ与冻干处理方式相比,拥有更好的电化学特性,且与冻干处理的样品相比,晾干处理样品的表面更为光滑和平整。     

大连化物所实现电化学剥离法制备氟掺杂石墨烯及其微型超级电容器

正近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件创新特区研究组研究员吴忠帅与德国马普高分子研究所教授Klaus Müllen和德累斯顿工业大学教授冯新亮合作,采用电化学剥离方法一步高效制备出氟掺杂石墨烯,并以此开发出高比能全固态平面微型超级电容器。近年来,随着可穿戴、便携式电子设备及微     

N掺杂三维石墨烯的制备及电化学性能

石墨烯的剥离可谓是21世纪最伟大的发现之一,这种二维材料具有极佳的韧性,并且在在导电性能上也有着较好的表现。尤其是三维石墨烯更是以其多孔的结构,使电极反应更加迅速高效,因此被广泛地应用在电极制备方面。首先利用实验的方法进行了水凝胶和电极的制备;其次,通过实验室数据的整理分析了实验原理与氮吸附的问题;最后,在此基础上论述了N掺杂三维石墨烯的电化学性能。     

超级电容器有机低温电解液的制备及电化学性能研究

超级电容器低温性能的好坏与其电极材料及电解液密切相关,通过电化学测试研究了以活性炭和石墨烯为电极材料,1mol·L-1不同体积含量丙酸甲酯(MP)的SBP-BF4/(PC+DMC+MP)体系为电解液的超级电容不同温度时的电化学性能,分析发现,MP有助于提升有机电解液的低温性能,MP溶剂体积分数为33％的活性炭超级电容可...     

超级电容器用三维石墨烯的制备和性能研究

通过使用水合肼还原对苯二胺盐酸盐改性过的氧化石墨烯,得到了三维石墨烯。以得到的三维石墨烯作为电极材料,采用循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行研究。结果显示:在电压区间为-0.2~0.8 V,电流密度为2 A·g-1的条件下其比电容为212 F·g-1,当电流密度增加到200 A·g-1时,其比电容仍然保持在156 F·g-1,在20 A·g-1的电流密度下循环1000次之后其容量保持率在98%,较高的比电容、优异的大电流放电性能和较好的循环稳定性表明获得的三维石墨烯是一种优异的超级电容器电极材料。     

用于超级电容器的硫化钴/石墨烯气凝胶复合材料的研究

采用一步水热法,在乙二胺的辅助下,制备了硫化钴/石墨烯气凝胶(CoS/GA)复合材料。通过X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学性能测试对材料进行了表征和测试。结果表明:制备的材料晶型规整,30～100 nm的CoS粒子均匀地分布在石墨烯气凝胶上。用作超级电容器时,在电流密度0.5 A/g时,CoS/GA复合材料比电容值达574 F/g,是纯CoS的1.4倍;充放电循环1 000次后,比电容保持率为94.4%。硫化钴/石墨烯复合材料的电化学性能较好,具有较大的比电容和较好的循环稳定性,是一种可用于超级电容器的较有潜力的电极材料。     

石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能

以石墨为原料,先由Hummer法制得氧化石墨烯,然后采用水热法合成石墨烯气凝胶,并考察了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。研究结果表明:在100 m A/g的电流密度下,石墨烯气凝胶的首次放电容量高达1 865 m Ah/g,经过20次反复充放电后,放电容量能够稳定在445 m Ah/g;因独特的三维导电网络结构,石墨烯气凝胶表现出较好的大电流倍率性能,其在800 m A/g的电流密度下,放电容量仍达237 m Ah/g。     

石墨烯复合超级电容器用活性炭材料的制备及性能研究

采用氧化石墨、氧化石墨烯溶胶、还原氧化石墨烯作为石墨烯前驱体,与煅前石油焦通过不同的改性方式复合,利用KOH化学活化法制备超级电容器用活性炭复合材料,对不同复合方式获得的复合材料与纯活性炭比较,研究其在比表面积、孔结构以及电化学方面的优异性能。发现石墨烯复合活性炭具有很高的比表面积,可达2 700 m~2/g,复合材料具有优异导电性,比容量可达165 F/g。     

透明超级电容器电极的制备及其电化学性能研究

超级电容器因其充电速度快、使用寿命长、无污染以及免维护等特征,已经受到了越来越多国内外研究者的关注。本文研究了使用氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇酯(ITO-PET)导电薄膜和氧化石墨烯制备透明电极的方法。采用电沉积法将氧化石墨烯沉积到ITO-PET透明导电薄膜的表面制备得到电极材料,并研究其性能。     

燃烧法还原氧化石墨烯的制备及超级电容器性能研究

介绍一种清洁、低成本、绿色环保、简单的通过还原氧化石墨烯制备石墨烯的方法.还原氧化石墨烯(rGO)仅仅通过将氧化石墨烯薄膜在空气中燃烧制得.以rGO组装的超级电容表现出优异的双层电容性能,在0.2 A/g的电流密度下,其比电容达到最大值119.32 F/g,能量密度为4.143 Wh/kg,功率密度为49.99 W/kg.此外,在2600多次充放电循环后,比电容保持在近100％,这表明基于rGO的超级电容器具有显著的循环稳定性.     

钴掺杂氧化锰超级电容器的制备及其性能研究

用阴极还原二价锰和二价钴的方法在碳纤维上共沉积了Mn(OH)2和Co(OH)2前驱物,通过干燥和热处理过程制备了钴掺杂的氧化锰(CMO)。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)对CMO电极的形貌、结构和元素状态进行表征,用电化学工作站研究了电极材料的电化学性能。结果显示,由于钴原子进入氧化锰晶胞中,增加氧化锰的面间距,改善了氧化锰的电化学性能。     

镧掺杂氧化镍超级电容器的制备与其性能研究

应用溶胶凝胶法得到了掺La的Ni(OH)_2前驱物,通过干燥和热处理过程制备了镧掺杂的氧化镍电极材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对掺镧的氧化镍电极进行了表面形貌和结构的表征,用电化学工作站研究了电极材料的电化学性能。当镧掺杂量为3%时,在5 mV/s的扫描速度下,电极材料的比容量为145 F/g。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

MnO_2微球/石墨烯气凝胶复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

采用改进的Hummers法制备氧化石墨,将制备好的MnO_2微球均匀分散在氧化石墨烯分散液中,水热反应自组装制备MnO_2微球/石墨烯气凝胶复合材料(MnO_2/GA),对其物相、形貌、比表面积进行表征,并测试了其电化学性能。结果表明,MnO_2微球嵌入包覆在了石墨烯片层中,电流密度0.5 A·g~(-1)下,MnO_2/GA的比电容为175.5 F·g~(-1)高于MnO_2的比电容(78.4 F·g~(-1)),且经过1 000次循环,MnO_2/GA具有更稳定的循环性能。     

3D打印石墨烯气凝胶可制作强大的超级电容器

正加州大学圣克鲁兹分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们近期报告了一种超级电容器电极具有的前所未有的性能结果。研究人员选用的是一种石墨烯气凝胶材料,并利用3D打印技术,构建了一个装有赝电容材料的多孔三维支架电极。加州大学圣克鲁斯分校的化学和生物化学教授Yat Li表示,在实验室测试中,这种新型电极实现了有史以来超级电容器所报告的最高面积电容(每单位电极表面积存储的电荷)。而关于这项研究的成果以及支架电极的制备以论文     

电化学阴极剥离制备少层石墨烯及其微型超级电容器

以石墨为原料高效、绿色、低成本制备少层石墨烯,对石墨烯的规模化生产和应用具有非常重要的意义。电化学阴极剥离法是一种高效制备少层石墨烯的方法,但已有的报道均采用有机溶液体系,成本高且不够绿色环保。开发了一种绿色的水溶液电化学剥离方法,在6 mol·L^-1 KOH溶液中,将石墨作为阴极进行快速剥离制备出少层石墨烯。获得的少层石墨烯具有含氧量低[1.27%(质量)]、缺陷少(I_D/I_G < 0.035)、片径尺寸为5~10 μm、高电导率(大于200 S·cm^-1)以及良好溶液可加性等特点。基于此,采用叉指型掩模板辅助过滤的方法可以高效制备出图案化石墨烯基平面微电极,在硫酸-聚乙烯醇凝胶电解液中,构筑的准固态微型电容器在没有金属集流体存在的情况下,表现出高扫描速率,达到了100000 mV·s^-1,弛豫时间常数低至24 ms;以1-乙基-3甲基-咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺和双(三氟甲基磺酰基)亚胺锂盐的混合液为电解液,所构建的微型超级电容器的工作电压达4.0 V,体积能量密度为113 mW·h·cm^-3,远高于目前报道的微型超级电容器的电化学性能(<50 mW·h·cm^-3)。     

碳气凝胶复合材料在超级电容器中应用的研究进展

从碳气凝胶的发展、制备和干燥工艺,以及掺杂碳气凝胶的改性方面叙述了碳气凝胶在超级电容器材料中的研究进展,并展望了碳气凝胶未来的发展方向。