氧化钌／活性炭超级电容器电极材料的研制

文描述了一种氧化钌／活性炭复合电极材料的制备方法，并对不同条件下制备的材料的循环伏安特性、交流阻抗特性进行了比较。使用该复合材料组装的模拟电化学超级电容器单电极比容量达到359F／g，远高于普通活性炭材料。与氧化钌电极材料相比，氧化钌／活性炭复合材料的高功率放电特性则有了明显的提高。     

α-MoO3/CRF复合电极的制备及其在超级电容器中的应用

以(NH4)6Mo7O24·4H2O和HAc为原料, 制备了超级电容器电极活性材料α-MoO3粉末, 并以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料, 碳酸钠(C)为催化剂, 制备了炭气凝胶(CRF). 用X射线衍射仪和扫描电镜对α-MoO3和CRF进行了表征. 研究了不同配比的α-MoO3和炭气凝胶组成的α-MoO3/CRF复合电极的电化学性能. 循环伏安、恒流充放电实验显示了所制备的炭气凝胶以及α-MoO3/CRF复合电极材料具有良好的电化学性能. 炭气凝胶电极的比容量为110.8 F/g, 而当α-MoO3含量在10%时, α-MoO3与炭气凝胶复合制成的新型电极材料的比容量为279.8 F/g, 且所制备成的电容器的比电容可达47.6 F/g.     

活性碳/氧化钌复合电极材料的制备及性能研究

通过胶体法制备不同含量的活性碳/氧化钌复合电极材料,然后把该材料在240℃热处理,随后对复合物进行热失重分析,利用X射线衍射仪及扫描电镜分别对该电极材料的形貌和结构进行表征;此外,对复合电极材料进行电化学性能测试。结果表明:活性碳与氧化钌复合有利于获得较细的颗粒,但是不影响氧化钌的结构;活性碳/氧化钌复合电极中碳的质量分数从13.6%增加到36.18%时,其比电容由664F/g减小为526F/g,能量密度从103.27Wh/kg降为75.18Wh/kg,功率密度从0.48kW/kg增加为0.64kW/kg,阻抗也随之降低;此外,采用该工艺制备氧化钌复合电极便捷实用。     

制备温度对含氮碳材料电化学性能的影响(英文)

以聚苯胺包覆活性碳微球复合电极材料作为前驱体并进行高温碳化得到新型含氮碳材料(NENCs)。通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱以及77 K温度下氮气吸脱附测试,研究碳化温度对NENCs形貌和结构的影响。将其组装成超级电容器在6 mol/L KOH电解液中进行了循环伏安、充放电、交流阻抗、循环寿命、漏电流以及自放电测试。结果表明:高温碳化得到的NENCs材料都具有很好的超级电容性能,尤其是碳化温度为600°C时得到的材料,当电流密度为1 A/g时的放电比电容高达385 F/g且显示最低的等效串联电阻值;且2500次循环后容量保持率高达92.8%。     

循环伏安沉积纳米氧化钌基超级电容器电极材料

在三氯化钌(RuCl3)水溶液中,采用循环伏安法在钽电极表面电化学沉积无定形水合氧化钌(RuO2.xH2O)作为超级电容器电极材料。能谱分析表明,在循环伏安负向扫描时Ru3+在钽电极表面还原为钌金属(Ru),沉积的Ru在随后的正向扫描时被氧化为RuO2.xH2O。扫描电镜观测显示出负向扫描沉积的Ru为纳米尺度,因而获得了纳米结构的RuO2.xH2O。由于纳米结构可以提高电极比表面积和显著缩短离子和电子的传输路径,因而获得了具有高电化学活性的RuO2基超级电容器电极材料。循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱测试证实,该电极材料在38%(质量分数,下同)的H2SO4溶液中具有接近理想电容器的容量行为,比容量高达730F.g-1(扫描速率为50mV.s-1)。在质量负载为1.2mg.cm-2时,比容量仍高达700F.g-1。另外,其容量在10万次循环后仍保持不变,充放电效率接近100%。并且该方法可以直接在钽金属基底上电化学沉积RuO2.xH2O,避免了在常规电化学沉积法中需要的预涂层。     

涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

IrO_2涂覆载量对IrO_2-CeO_2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响（英文）

采用热分解法制备了新型IrO_2-CeO_2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO_2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5 mA/cm~2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

碳钌复合材料在碱性电化学电容中的应用

采取溶胶凝胶法在活性炭表面原位合成RuO2·xH2O,经150℃热处理后制成的碳钌复合材料首次应用于碱性电化学电容器中。经电化学测试表明,碳钌电极在碱液中具有良好的容量性质和高功率放电特性,当电流密度为1.0A/g,钌含量为15%(质量分数,下同)的复合材料作为碱性电容的正极,其单电极比容量可达274F/g,是空白活性炭材料的1.22倍,并可较好地抑制电容自放电;该复合材料作为碱性电容的负极,相同电流条件下虽然也具有较高的单电极比容量(278F/g),但电容的自放电现象较为严重。     

掺Cr改性MnO2的制备及其电化学性能

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2.通过X射线衍射仪对其结构进行表征,结果表明:所得样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相,以纳米MnO2作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为95 F/g,掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到163 F/g.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2电化学性能的影响较大.当Mn与Cr的摩尔比为100:1时,材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高70%.表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2电极的电化学性能.     

N掺杂石墨化纳米金刚石超级电容器电极材料性能

为探索制备高能量密度和高循环性能的超级电容器材料,将三聚氰胺与石墨化纳米金刚石(graphitized nano diamond,GND)混合物在N₂气氛中高温处理,制备表面N掺杂吸附的核壳纳米复合粒子(nitrogen doped GND,N-GND)。由拉曼光谱和X射线衍射分析可知:N原子掺入石墨层中,在一定程度上增加其缺陷, 且不改变其晶体结构。由透射电镜分析可知:N掺杂引起GND周围石墨层出现蜷曲形状。对N-GND粉末电极进行电化学性能测试,结果表明:在扫速为5 mV/s时,电极比电容高达206.7 F/g;在对称两电极体系下的恒流充放电测试中,在电流密度为0.4 A/g时,N-GND的比电容达到198.7 F/g;在50 mV/s的扫描速度下,经2 000圈循环伏安测试后,比电容仅衰减4.23%,表现出优异的循环稳定性。以N-GND作为新型超级电容器电极材料,掺杂吸附的石墨壳层赋予其良好的导电性,GND芯部具有高热稳定性及化学稳定性,可避免传统石墨烯叠聚问题并构造可控的介孔通道,同时N掺杂吸附可提高其电容性能。      

纳米Co-Sn合金负极材料的制备和电化学性能

用水热法于150oC合成了CoSn2纳米合金负极材料。水热反应前还原剂NaBH4的加入速度和水热反应后的热处理均会影响产物的相组成和CoSn2合金组分的颗粒大小,从而影响电极的电化学性能。较大的CoSn2合金颗粒有利于降低电极的首次不可逆容量损失和提高循环稳定性。电极的循环性能还与循环电流密度有关,较小的初始电流密度能够充分激活活性颗粒的嵌锂通道,并在颗粒表面形成较好的固体电解质膜(SEI膜),有利于改善电极的循环性能。     

Fabrication and performance of La0.8Sr0.2MnO3/YSZ graded composite cathodes for SOFC

The performance of multi-layer (1-x)La0.8Sr0.2MnO3/xYSZ graded composite cathodes was studied as electrode materials for intermediate solid oxide fuel cells (SOFC). The thermal expansion coefficient, electrical conductivity, and electrochemical performance of multi-layer composite cathodes were investigated. The thermal expansion coefficient and electrical conductivity decreased with the increase in YSZ content. The (1-x)La0.8Sr0.2MnO3/xYSZ composite cathode greatly increased the length of the active triple phase boundary line (TPBL) among electrode, electrolyte, and gas phase, leading to a decrease in polarization resistance and an increase in polarization current density. The polarization current density of the triple-layer graded composite cathode (0.77 A/cm2) was the highest and that of the monolayer cathode (0.13 A/cm2) was the lowest. The polarization resistance (Rp) of the triple-layer graded composite cathode was only 0.182Ω·cm2 and that of the monolayer composite cathode was 0.323Ω·cm2. The power density of the triple-layer graded composite cathode was the highest and that of the monolayer composite cathode was the lowest. The triple-layer graded composite cathode had superior performance.     

Nickel sulfide-based energy storage materials for high-performance electrochemical capacitors

Supercapacitors are favorable energy storage devices in the field of emerging energy technologies with high power density,excellent cycle stability and environmental benignity.The performance of supercapacitors is definitively influenced by the electrode materials.Nickel sulfides have attracted extensive interest in recent years due to their specific merits for supercapacitor application.However,the distribution of electrochemically active sites critically limits their electrochemical performance.Notable improvements have been achieved through various strategies such as building synergetic structures with conductive substrates,enhancing the active sites by nanocrystallization and constructing nanohybrid architecture with other electrode materials.This article overviews the progress in the reasonable design and preparation of nickel sulfides and their composite electrodes combined with various bifunctional electric double-layer capacitor(EDLC)-based substances(e.g.,graphene,hollow carbon) and pseudocapacitive materials(e.g.,transition-metal oxides,sulfides,nitrides).Moreover,the corresponding electrochemical performances,reaction mechanisms,emerging challenges and future perspectives are briefly discussed and summarized.     

模板法制备纳米MnO2/CNT复合材料及其在锂电池中的应用

以P123为表面活性剂,采用软模板法合成MnO2/CNT纳米复合材料。采用X射线衍射、热重和差热分析、傅立叶变换红外光谱分析和高分辨率透射电子显微镜对样品进行表征。结果表明,样品为弱结晶的α-MnO2,直径约10nm,长30？50nm,它们附着在碳纳米管壁上。样品的电化学性能通过组成Li-MnO2进行电池充放电和电化学阻抗测试（EIS）,与纯二氧化锰相比,MnO2/CNT纳米复合材料具有更大的初始容量275.3mA·h/g和更好的倍率和循环性能。     

Ti/IrO2+MnO2电极在酸性溶液中的析氧反应动力学研究

采用涂覆热分解法制备Ti/IrO₂+MnO₂复合电极,利用慢速线性电位扫描伏安法测试Ti/IrO₂+MnO₂电极的准稳态极化曲线并深入地研究析氧反应动力学,得到了相关动力学参数、反应历程及速度控制步骤。通过分析经欧姆电压降修正的Tafel曲线,较好地解释了Tafel直线区域的双斜率现象,基于此提出析氧反应动力学方程并进行数学推导,较好地符合实验结果。实验所得氢离子反应级数约为零,低电位区与高电位区的表观活化能分别为30.31和13.64 kJ/mol,进一步证明该数学模型的正确性。     

锂离子电池Sn薄膜电极厚度对其电化学性能的影响

用电沉积方法在铜集流体上分别制备出不同厚度(2,0.5,0.25,0.12μm)的锡薄膜电极。用扫描电镜观察其表面形貌、以充放电实验比较其性能。结果表明,减小Sn薄膜厚度可改善电极的循环性能,但首次容量损失也增大。0.5μm厚的Sn薄膜具有最高的放电容量和较好的循环稳定性;其首次放电比容量为749mAh/g,40次循环时放电比容量仍保持578mAh/g。     

锰离子掺杂对SnO_2~-Sb_2O_3系压敏材料电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了TiO_2-Co_3O_4-Cr_2O_3-Ni_2O_3-MnO掺杂的SnO_2-Sb_2O_3系压敏陶瓷材料.研究了MnO掺杂对SnO_2-Sb_2O_3系压敏陶瓷材料的致密化、小电流区非线性特性及脉冲电流耐受特性的影响.实验发现,少量的MnO掺杂可以改善材料的电压电流非线性特性和耐脉冲电流能力.但是当MnO的添加量多于0.06 mol%时,样品的非线性系数会减小,漏电流会升高.采用Mn(NO_3)_2水溶液作为MnO源能使Mn元素更均匀分布,比采用MnCO_3粉体获得的样品性能更好.当Mn(NO_3)_2添加量为0.06 mol%～0.1 mol%时,获得了电性能接近实际应用要求的产品,其非线性系数介于30～50,压敏电压V_(1mA)介于330～350 V/mm,并且能耐受峰值电流达1.5 kA/cm~2的8/20 μs波脉冲电流.     

LiMn<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> nanoparticles as cathode in aqueous lithium-ion battery

The aqueous lithium–ion batteries using LiMn₂O₄ as cathode materials are considered to be one of the most promising stationary power sources for large-scale energy storage devices. In the present work, LiMn₂O₄ nanoparticles were successfully synthesized by using sol-gel method, and the morphology of particles was characterized by SEM. We made three electrodes of this active material with PVDF binder and different conductive agents and another electrode of this active material with PTFE binder and Vulcan as a conductor. Electrochemical performances were tested in 5 M LiNO₃ aqueous electrolyte, and comparisons between these electrodes were accomplished.     

Electrode degradation mechanism during resistance spot welding of zinc coated steel using Cu-TiB2 electrodes

1 INTRODUCTIONResistance spot welding(RSW) is the mostcommonly used method for joining steel sheets inthe automotive industry . In RSW, a weld isformed between two workpieces through meltingand coalescence of a small volume of the material atthe faying surfaces due to the resistance heatcaused by the passage of electric current when theworkpieces are held together under a large elec-trode force[1 ,2]. Over the past decade ,the require-ment of i mproved corrosion resistance in automo-bil…     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。