碳球@纳米片状钴镍金属氧化物核壳型复合材料的制备及其电化学性能

以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法制备碳球,然后以氯化钴和氯化镍为钴源和镍源,六次甲基四胺为沉淀剂,采用水热法和高温处理合成一种核壳结构的碳球@钴镍金属氧化物纳米复合材料,并研究其作为超级电容器电极材料的储能性能。借助X射线衍射、扫描电镜和低温氮气吸附/脱附等对材料的形貌和结构进行表征。采用循环伏安、恒电流充放电及交流阻抗等对材料的电化学性能进行研究。结果表明：碳球的加入能有效改善钴镍金属氧化物的分散性,同时降低材料的电子转移阻力,进而提高其电化学性能。当电流密度为1A/g时,所得碳球@钴镍金属氧化物核壳型复合材料的比电容为984.8F/g;当电流密度增大10倍（10A/g）时,仍保留86.3%的初始比电容值。当电流密度为15A/g时,经过2000次恒电流充放电后复合材料的比电容量保持率为94.6%,体现出较好的循环稳定性能。     

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。     

氢氧化镍/活性碳纤维复合电极材料制备及性能研究

采用六水合硝酸镍为镍源,通过一步水热法制备了Ni(OH)_2/活性碳纤维(ACF)复合材料,并对材料的结构和电化学性能进行研究。结果表明:Ni(OH)_2主要以纳米片结构生长在ACF表面,当金属离子Ni~(2+)浓度为10 mmol/L时,纳米片在ACF表面形貌规整、分散均匀,厚度约为20 nm,且纳米片之间具有丰富的孔隙结构;复合材料其相对ACF(1043 m~2/g)具有更高的比表面积,达到了1352 m~2/g;电化学性能测试表明:复合材料在电流密度0.5 A/g时的比电容高达905 F/g,在电流密度5 A/g时的比电容仍有630 F/g,通过循环充放电1000次,其比电容保持率仍有85.7%,表明复合材料具有较好的倍率性和循环稳定性。     

一种独特玫瑰花形貌N掺杂的CNTs/MoS2材料的制备及电化学性能探究

用简单的水热反应合成一种形貌独特的玫瑰花状的N-CNTs/MoS2纳米复合材料.通过一系列的表征手段和化学工作站分析该材料的组成和结构并得出其电化学性能.结果表明:该材料作为电极材料时,在电流密度为1 A/g时,比电容为642 F/g;在电流密度为10 A/g时,比电容为280 F/g,且在5000次循环之后比电容仍能保持在85.8％,而MoS2材料在同等条件下仅有56.2％的电容保持率,因此N-CNTs/MoS2纳米复合材料具有优良的电化学性能.     

Ni-MOF衍生NiS2@CNTs电极材料构建及其电化学性能

改善过渡金属硫化物导电性和循环稳定性是提升超级电容器性能的关键。以二氰二胺和升华硫分别为碳源和硫源,将Ni-MOF前驱体进行碳化和硫化后构筑了二硫化镍纳米颗粒与碳纳米管的复合材料(NiS₂@CNTs)。分析表明,碳化样品与升华硫的比例为1∶6时,制得的NiS₂@CNTs复合材料具有较大的比表面积,且其中的NiS₂纳米颗粒和碳纳米管呈现高分散性,可为电化学储能过程提供丰富的反应活性位点、快速的离子扩散和较强的电子传输效率。电化学性能测试表明,NiS₂@CNTs电极在0.5 A/g时的比电容可达568.0 F/g。以NiS₂@CNTs和活性炭(AC)分别为正负极组装NiS₂@CNTs//AC器件,其最大输出能量密度和功率密度达15.6和3 207.0 W/kg,经过5 000次充放电循环后的电容保持率和库伦效率分别为98.1%和99.7%,表明该电极材料有望实现长期循环利用且具有良好的实际应用前景。     

木耳碳基硫化钴复合材料的制备及电化学性能研究

以木耳制备的均匀溶液为碳源,加入ZIF-67前驱体,通过水热合成和高温煅烧制备氮硫共掺杂的木耳碳与硫化钴多孔片层复合材料（CoS/NSAC）。实验结果表明,该材料具有大的比表面积和高导电性,电化学性能良好。CoS/NSAC在电流密度为0.5 A/g时比容量达到484.8 F/g,在20 A/g高电流密度下循环5 000次容量保持率为78.8%。用该材料组装的非对称超级电容器具有优异的电化学性能,在0.6 A/g电流密度下比容量为154 F/g。当功率密度为362.3 W/kg时,能量密度为7.4 W·h/kg,经过1 800次循环容量保持率为81.95%。     

自支撑石墨烯/二氧化锰/泡沫镍复合材料的电化学性能

以三维泡沫镍(NF)为模板,在不添加模板剂的条件下,通过电沉积法沉积石墨烯(G),再采用水热合成制备纳米片二氧化锰(Mn O_2),得到自支撑电极复合材料G/Mn O_2/NF,改善其作为电极材料的电化学性能。用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构和表面形貌进行分析,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试了电极复合材料的电化学性能。结果表明:在电流密度为1 A/g的条件下,复合电极材料的比电容达到722 F/g,经过1 000次循环后比电容保持率为97%。     

沉积电流对水热电沉积法制备硫/钴/镍/氧/复合物超级电容电极材料的影响研究

采用水热电沉积法,以碳纤维纸为正极、泡沫镍为负极,制备硫/钴/镍/氧超级电容器复合电极材料,研究了120℃下获得的薄膜在不同电流密度下(6m A·cm-2至10m A·cm-2)的形貌、组成、结构和超级电容性能的影响规律。结果表明,随沉积电流密度增大,所获得纳米片交错三维多孔结构形貌越致密,并且发生团聚形成球形颗粒倾向增大。当沉积电流密度为8 mA·cm-2的电极材料在1 A·g-1工作时,循环稳定性是这三种电极材料中最优异的,其质量比电容为127.8 mAh·g-1。循环2800次后,比电容为初始比电容的80%。     

一步电沉积法制备硫化镍/泡沫镍材料及其赝电容性能研究

通过一步电化学沉积法在泡沫镍(Ni foam,NF)集流体上制备了3D硫化镍(Ni₃S₂)材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等对所制备材料的物化结构和形貌进行了表征,并采用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)研究了其作为超级电容器电极的电化学性能。测试结果表明,制备的Ni₃S₂/NF-10材料具有相互连接的3D结构,表现出优异的赝电容性能。在1 A/g电流密度下,比电容高达2850 F/g。将电流密度提高到10 A/g,该材料比电容仍能达到1972 F/g,说明其具有优异的倍率性能。测试结果表明所制备的Ni₃S₂材料有望应用于电化学储能领域。     

水热法可控制备NiMoO4纳米片微球及其超级电容器性能

以硝酸镍和钼酸钠为原料,聚乙烯吡咯烷酮为结构导向剂,采用水热-热处理方法在镍网基底上制备了NiMoO₄纳米片微球。通过XRD、Raman、SEM以及TEM测试表征了所得NiMoO₄纳米片微球的结构与形貌。测试结果表明,三维微/纳分级结构的β-NiMoO₄纳米片微球的直径范围为2.3~3.0 μm,且纳米片微球是由厚度约为16 nm的纳米片相互交错而成。研究分析了β-NiMoO₄纳米片微球的生长机理。电化学测试结果表明,NiMoO₄纳米片微球电极在6 mol/L KOH电解液中、1 A/g电流密度下的比电容高达1 161.8 F/g,这可归因于其独特的三维微/纳分级结构在电荷存储过程中可提供更多的氧化还原反应活性位点。另外,NiMoO₄纳米片微球电极的分级结构可减缓充放电循环过程中的体积变化,保持结构的稳定性,使其在20 A/g大电流密度下,循环2 000次后的电容保持率为82.2%,展现出良好的循环性能。     

Ni-Mn氧化物纳米空心球的制备及其电化学性能研究

以碳球为模板,通过吸附过渡金属阳离子在空气下煅烧后制备Ni-Mn氧化物纳米空心球.利用XRD、FESEM、TEM以及HRTEM对样品的形貌、结构等进行表征,并利用电化学工作站对样品的电化学性能进行测试.结果表明,Ni-Mn氧化物纳米空心球具有较大的比容量,电流密度为1A/g时的比容量为592 F/g;电流密度为20 A...     

高活性Fe2O3@Ni复合电极制备及电化学性能研究

以六水三氯化铁为铁源，采用水热法合成了高活性Fe2O3@Ni复合电极材料。运用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜对产物的物相及微观形貌进行了表征。结果表明在泡沫镍表面原位合成的氧化铁是由直径约为5~20 nm的纳米丝交织而成的，从而构成有序三维网状结构，分布均匀紧密。采用循环伏安测试、恒电流充放电测试研究了Fe2O3@Ni复合电极材料的电化学性能，Fe2O3@Ni复合电极呈现赝电容的特性，在电流密度为1 A/g时，Fe2O3@Ni复合电极材料比电容可达532 F/g。     

CoNiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料的制备及其电化学性能（英文）

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_2/Ti_3C_2T_x复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_2/Ti_3C_2T_x质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_3C_2T_x比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1 500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

聚吡咯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法合成了海胆状MnO_2,通过吡咯聚合制备了PPy@MnO_2复合结构,研究了包覆时间、包覆量对PPy@MnO_2电化学性能的影响。用PPy@MnO_2纳米复合材料作为工作电极,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。PPy@MnO_2纳米复合材料的循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,PPy@α-MnO_2-60纳米复合材料在吡咯与二氧化锰质量比10∶1、包覆时间6 h时电化学性能最佳,在电流密度0.5 A/g时比电容值为177.3 F/g。     

聚吡咯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法合成了海胆状MnO_2,通过吡咯聚合制备了PPy@MnO_2复合结构,研究了包覆时间、包覆量对PPy@MnO_2电化学性能的影响。用PPy@MnO_2纳米复合材料作为工作电极,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。PPy@MnO_2纳米复合材料的循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,PPy@α-MnO_2-60纳米复合材料在吡咯与二氧化锰质量比10∶1、包覆时间6 h时电化学性能最佳,在电流密度0.5 A/g时比电容值为177.3 F/g。     

片状与颗粒状CoMn2O4电极材料的制备及电化学性能

分别以纯水、50%(体积分数,下同)纯水与50%乙醇混合溶液、乙醇为溶剂制备了CoMn_2O_4纳米电极材料,研究了溶剂对CoMn_2O_4材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明:采用纯水为溶剂制备的CoMn_2O_4材料具有片状结构,在电流密度为1 A/g时,比电容为446 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率为77%;50%纯水加50%乙醇为溶剂制备的CoMn_2O_4材料具有颗粒与片状混合结构,在电流密度为1 A/g时,比电容为684 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率为81%;采用乙醇为溶剂制备CoMn_2O_4材料具有颗粒状多孔结构,在电流密度1 A/g条件下,比电容为850 F/g,在电流密度为5 A/g条件下,1 000次充放电循环后电容保持率达86%,乙醇为溶剂制备的颗粒状多孔的CoMn_2O_4材料表现出更为优异的超电容性能。     

CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

采用共沉淀方法并结合热处理技术制备了CoNi O_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、氮气吸脱附测试、循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗测试对所制备样品进行表征。结果表明:CoNiO_(2)/Ti_(3)C_(2)Tx质量比为30:1的复合材料具有最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下具有389 F/g的比电容,约为Ti_(3)C_(2)Tx比电容的6倍;当电流密度为20 A/g时,其比电容为309 F/g;在电流密度为10 A/g时,经过1500次充放电循环后,电容保持率为82%。     

氧化镍纳米微球的水热法制备与电容性能研究

以硝酸镍为镍源、尿素为均相沉淀剂,在肉桂酸的协同作用下,采用水热法成功制得前驱体纳米微球,再经煅烧得到纳米微球状氧化镍。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行表征与分析。研究了前驱物浓度、温度和肉桂酸修饰剂加入量对纳米微球状氧化镍形貌的影响。结果表明,在电流密度为5 m A/cm~2时,比电容为323.6 F/g,具有良好的循环伏安性与循环稳定性。     

木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料的制备及其电化学性能

以木质素纳米颗粒（LNPs）负载的天然纤维复合材料为研究对象,利用KOH活化的方法对其进行处理制备生物质基复合多孔活性碳纤维电极材料。随后在三电极体系中对合成的复合多孔活性碳纤维电极材料进行了电化学性能测试。研究表明,在0.5A/g的电流密度下,KOH活化的复合碳纤维电极材料的比电容为351.13F/g,远高于相同条件下未活化的复合碳纤维电极材料的比电容（7.88F/g）和未负载LNPs的天然纤维基活性碳纤维材料（306.50F/g）。而且在活化过程中,负载在纤维表面的LNPs会形成多孔的活性碳层结构,这会进一步提高复合活性碳纤维材料的循环稳定性,同时LNPs中丰富的羟基赋予复合材料额外的赝电容。在10A/g的电流密度下经过10000次循环后,复合活性碳纤维电极材料的电容保持率仍然为95%,高于未负载LNPs的活性碳纤维电极材料的电容保持率87%。结果表明,木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料是一种理想的电极材料,本研究也为LNPs在生物质碳纤维作为储能电极材料的高值化应用提供了一条新途径。     

沥青基活性炭-MnO复合材料的可控制备及其在非对称超级电容器中的应用

本研究提供一种适用于超级电容器的沥青基活性炭-MnO复合材料。以石油沥青为碳源,乙酸锰为锰源,通过压片成型和一步活化法的结合,制备得到了MnO负载沥青基活性炭复合材料（PAC@MnO）。PAC@MnO具有高比表面积且孔道主要由微-介多级孔构成。作为电容器电极材料,在三电极体系下,研究了不同MnO负载量对PAC@MnO-x电极性能的影响,其中PAC@MnO-0.3电极在0.5 A/g电流密度下比电容高达344.5 F/g,在高电流密度为20.0 A/g下,仍具有190 F/g的比电容,表现出优异的倍率性能。将PAC@MnO-0.3与PAC@MnO-0组装成水系非对称超级电容器,在5.0 A/g电流密度下循环3 000圈后,其容量保持率高达87.24%,表现出优异的循环稳定性。MnO纳米粒子与PAC的均匀复合不仅显著提升了MnO的导电性,同时抑制了其在充放电过程中的体积膨胀,使PAC@MnO呈现出优异的电化学特性。此外,PAC丰富的多级孔结构为电解液离子的存储提供了大量的活性位点,并为电解液离子的快速传输提供通道。