电化学双电层电容器动态模拟：离子尺寸及扩散系数的优化

电化学双电层电容器的低能量密度限制了其在储能动力等领域的应用,而有机电解液作为提升器件能量密度的关键因素,研究其导电电解质的特性具有重要的意义。通过构建电化学双电层电容器的动态模型,模拟了电化学双电层电容器的循环伏安曲线,并定量探究和解析了离子溶剂化尺寸和扩散系数对电容性能的影响。模拟结果表明：在低扫描速率情况下,电容性能主要受控于双电层结构特性,比电容随着离子溶剂化尺寸的减小而增大,而离子扩散系数对其电容性能没有影响;在高扫描速率情况下,电容性能会受控于离子传质过程,比电容随着离子溶剂化尺寸和离子扩散系数的增大而增大。并基于模拟计算和分析结果提出了理性设计和优化电化学双电层电容器的策略。     

炭基双电层电容器的工艺研究及优化

以化学和物理性质稳定、导电性好的活性炭纤维（ACF）为电极材料，KOH溶液为电解液，研制炭基双电层电容器。研究了电解液浸渍电极时体系的真空度、KOH质量分数、电极片组成及厚度对双电层电容器性能的影响，并通过正交实验优化制备双电层电容器的工艺条件。结果显示，高真空度、高质量分数电解液有助于提高电容量。以质量分数40％KOH溶液为电解液，电极组成为ACF：石墨：聚四氟乙烯=1．6：0．4：1，单个电极片质量为0．10g的最佳工艺条件，得到的双电层电容器中活性炭纤维的比电容可达到152．81F／g。     

木炭基活性炭双电层电容器的电化学性能研究

以市售木炭为原材料,采用ZnCl2-CO2联用物理化学活化法制备成活性炭材料,以此活性炭为炭电极材料,6 mol.L-1KOH为电解液,组装成硬币形双电层电容器。用恒流充放电、循环伏安等电化学方法研究实验电容器的电化学性能。结果表明,活化效果显著,能将没有电容特性的普通木炭活化成性能良好的双电层电容器电极材料,适于大电流放电,80 mA放电时质量比电容达161 F.g-1,等效串联内阻为0.4Ω,充放电效率达98%,漏电流为255μA,能量密度达5.6 W.h.Kg-1。     

活性炭纤维制备双电层电容器

研究了不同材料、比表面积和电解液对比电容的影响,不同比表面积,电解液对循环充电稳定性的影响。结果表明,作为制备双电层电容器的电极材料,活性炭纤维明显好于活性炭,同样基质的活性炭纤维,比表面积大的,比电容不一定大。     

有机电解液双电层电容器的制作

在双电层电容器中使用乙二醇二甲醚为溶剂,高氯酸锂为溶质,可以将单元电压提高到2．5V,在同样电容量的情况下,可以大大降低双电层电容器的体积。     

PAN基凝胶聚合物电解质双电层电容器

为了得到安全、无泄漏、微型、超薄型的双电层电容器,采用内聚合方法制得聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质双电层电容器,电解质的增塑剂为碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯,支持电解质为高氯酸锂,电极材料分别为比表面积1000m2/g和2600m2/g的活性炭。采用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电、循环寿命等测试方法对内聚合式凝胶聚合物电解质及其组成的双电层电容器的性能进行了测试。结果表明,此种方法制得的双电层电容器的内阻小,比容量较大,其中以比表面积2600m2/g活性炭为电极材料的电容器的双电极比容量达到47.41F/g。     

煤基双电层电容器电极材料研究现状

电极材料结构对其电化学性能影响较大,具备合适的孔隙结构以及比表面积是双电层电容器电极电化学性能优异的前提。增加其某些表面官能团可以提升电极对电解液的浸润性,提升其的电化学性能。灰分的脱除对于改善其电化学性能具有显著作用。高石墨化程度的电极材料可以降低双电层电容器的内阻,提升双电层电容器的功率密度;无定型碳材料则具备比表面积高、孔隙发达等优势,因此电极材料石墨化程度对其电化学性能的影响机制尚无定论。     

串联碳纳米管双电层电容器电容特性的研究

研究了在３８％的硫酸电解液中加入电压调节剂ＨＢｒ后碳纳米管单元电容器和串联电容器容量和漏电流的变化,以及电压调节剂在串联器中平衡分压的作用。     

碳基双电层电容器电极材料的研究进展

双电层电容器是一种介于电池与传统电容器之间的新型储能元件,具有较高的能量密度和功率密度,且充电速度快、循环寿命长、对环境无污染,广泛应用于国防、军工以及电动汽车、数字通讯、计算机等众多民用领域.简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳基双电层电容器电极材料的研究进展.     

活性炭电极材料前处理对KOH电解液体系双电层电容器电化学性能的影响

制备了沥青焦基活性炭,将活性炭分别经水洗、酸洗纯化处理以及气流粉碎处理得超细粉末。将处理后的活性炭作为双电层电容器用电极材料,在3mol/LKOH电解液体系中组装成电容器。采用直流充放电、交流阻抗等表征手段,对比评价了各种活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭的比电容增加,气流粉碎后活性炭的高功率充放电性能改善,以酸洗气流粉碎后活性炭为电极的电容器具有良好的能量及功率性能。     

R101型双电层电容器用石墨集电体

R101型双电层电容器用石墨集电体是最近研制成功的新产品。它是采用了新原料、新工艺精心研制的一种导电材料。     

R101型双电层电容器用石墨集电体

哈尔滨电碳研究所研究成功的R101型双电层电容器用石墨集电体,是采用新材料,新工艺,经精心研制的一种导电材料。该种材料已采用于CS11型液体双层电容器中,电容器容量达到100法拉。该产品具有内阻小、导电性能高、密度低、多孔性等特点,这有利于提高电容量。     

微波辐射制备双电层电容器用煤基活性炭

以煤为原料，KOH为活化荆，采用微波加热法制备出双电层电容器用活性炭。研究了KOH与煤比例：微波功率和辐射时间对活性炭比电容量的影响，并考察了煤基活性炭双电层电容器的充放电特性。结果表明：在KOH与煤比例为3：1、微波功率为640瓦和辐射时间为7分钟时，制备出的活性炭比电容量迭286．28F／g，而且稳定性很好。     

AR沥青基双电层电容器电极材料的研究

以AR(Aromatic Resin)沥青为原料,采用化学活化法制备出了高性能活性炭,通过N2吸附对其比表面积和孔隙结构进行了表征。此外,将所得活性炭作为电极组装成模拟电容器,利用循环伏安、恒流充放电等电化学测试方法研究了模拟电容器的电化学性能。结果表明,300次充放电循环后,模拟电容器平均充放电效率保持在90%以上,在50 mA/g充放电密度下,平均比电容为187.8 F/g;500 mA/g下的平均比电容为133.8 F/g;电容保持率为71.3%,电容量衰减为4.0%。     

恒流充放电过程中双电层电容器温度特性

温度特性是双电层电容器的重要特性之一,在电容器充放电过程中伴随着可逆热和不可逆热的产生。利用有限元技术对双电层电容器在恒流充放电循环过程中的内部及外部传热进行数值模拟。同时,对一个双电层电容器样品在循环过程中的内部及外部温度变化进行了测量。对数值模拟结果和实验数据进行对比,分析了恒流充放电循环过程中双电层电容器内部和外部的传热特性、温度分布及其发展变化,讨论了循环过程中电容器可逆热的变化规律及其影响因素,以及由可逆热引起的温度波动的变化。另外,实验数据表明,超级电容器在大电流充放电过程中需要进行冷却。     

KOH活化法制备有机双电层电容器用高比表面积活性炭

以石油焦为原料、KOH为活化剂制备有机双电层电容器用高比表面积活性炭。考察了活化剂与石油焦的质量比（碱炭比R）对活性炭的孔结构及其比电容的影响,研究结果表明：增大活化剂用量可制得中孔含量丰富的高比表面积活性炭,碱炭比为5时所制活性炭的比表面积和总孔容分别为2646m^2／g和1．66cm^2／g,中孔率高达53．6％,以该活性炭作电极组装成的双电层电容器在1mol／L LiPF6（EC＋DMC＋EMC）有机电解液中的比电容可达173F／g,同时具有良好的充放电性能和功率特性。     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

酚醛树脂为原料制备双电层电容器用电极材料的工艺研究

以酚醛树脂为原料，NaOH为活化剂制取双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料，考察了炭化温度、活化温度、活化剂用量、活化时间等工艺参数对活性炭比电容的影响。实验结果表明，在炭化温度为600℃，活化温度为900℃，碱炭比为4，活化时间为1h的工艺条件下，制得的高比表面积活性炭比电容可达58．8F／g，用它组装成的电容器具有良好的充放电性能和循环性能，既能在大电流下快速充放电也能在小电流下缓慢充放电，但存在微孔所占比例较高引起的分散电容效应，这是大电流下放电容量有所下降的主要原因。     

一种双电层超级电容器的研制以及与电池的性能比较

以活性炭为原料,制备了一种2.5V/40F的有机系双电层超级电容器,评价了不同的粘结剂、隔膜材料、电解液和老化工艺对超级电容器性能的影响。通过性能测试和机理分析比较了超级电容器和电池的差异。