活性炭纤维毡直接用作超级电容器电极

研究了商品粘胶基活性炭纤维毡直接用作超级电容器的电极,在6 mol/L KOH电解液中的电化学电容性能.活性炭纤维毡的BET比表面积为2 066 m2/g,含氮量为1.48%.高比表面积产生的双电层电容和表面氮原子准电容的作用,使活性炭纤维毡在电流为50 mA/g时的比电容达到194 F/g.由于纤维开放的孔结构和毡电...     

活性炭在不对称超级电容器中的电化学行为

主要研究活性炭(AC)作为不对称超级电容器的负极在低电位下的电化学行为.通过循环伏安实验,探讨了有机电解液中活性炭电极在低电位下可能发生的电化学反应,指出了活性炭应用于不对称超级电容器中的电位变化区间在4～0.8 V(vs.Li /Li).当活性炭负极电位低于0.8 V时,因为Li 的还原使活性炭比电容下降;通过恒流充放电实验,计算了活性炭电极在不同电位范围内的电容器性能参数,活性炭负极充电截止电位在0.8 V时,比电容达到117.8 F/g,不对称超级电容器的比能量达到55.2 Wh/kg,同时库仑效率达到92.8%.     

表面活性剂对双电层电容器性能的影响

用高比表面积活性炭作为双电层电容器的电极材料存在等效串联内阻大,可利用比表面积低的问题.通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对活性炭材料表面进行改性,可以使双电层电容器的比容量和大功率放电性能得到很大的提高.结果表明,当添加表面活性剂的质量为活性炭的4%时,可使活性炭电极对有机电解液的润湿性最好,使得双电层电容器在不同电流密度下的比容量分别提高了5.27%(1 mA/cm2)和20.62%(5 mA/cm2),且具有较好的电容性能和循环性能.     

活性炭-烧结复合镍钴超级电容器

以比电容达250F/g的活性炭作为负极,0.31 mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极作为正极,组装了活性炭-烧结复合镍钴超级电容器,用恒流充放电和交流阻抗法研究了它的性能.比电容与正、负电极质量比密切相关,增加负极的比例,可提高比电容和比能量.以正、负电极质量之和为基准,最大比能量达16 Wk/kg、最大比功率达10 kW/kg.     

聚丙烯酸钠在超级电容器中的应用

利用金相显微镜、扫描电镜、接触角测试、恒流充放电和交流阻抗法研究了聚丙烯酸钠(PAANa)作为分散剂对活性炭电极超级电容器性能的影响,结果表明:0.3%PAANa的分散性最好,能有效地阻止活性炭颗粒的团聚,使电极表面润湿性增加,正负极比电容分别从249.63 F/g和310.55 F/g提高到384.11 F/g和394.41 F/g.     

35 V混合超级电容器的性能研究

以Al/Al2O3为阳极,活性炭为阴极,研制了一种电压为35 V、电容为50 μF、能量密度为0.326 J/cm3的混合超级电容器.恒流充放电测试结果表明:它具有快速充放电的能力,能量密度比47 μF铝电解电容器提高了约6倍.频谱阻抗分析表明:频率特性曲线接近于理想超级电容器,具有良好的电容特性和频率特性.     

苎麻基活性炭纤维超级电容器材料的制备

以天然植物纤维苎麻为原料.采用ZnCl_2化学活化法,制备不同活化温度下的活性炭纤维,并组装成超级电容器,通过低温氮气吸附测定了活性炭纤维的BET比表面积和孔结构,发现比表面积随活化温度的升高而减小.电化学测试结果表明经过650℃活化的活性炭纤维超级电容器在50 mA/g恒流放电时比电容达253 F/g,并且具有较低的内阻和较好的功率特性以及较长的循环寿命.     

LiBOB-尿素离子液体在超级电容器中的应用

合成双草酸基硼酸锂(LiBOB)-尿素离子液体新型电解质,并以高比表面的活性炭为电极材料,装配成模拟电容器,对其电容特性进行了系统研究.结果表明,该超级电容器的比电容达到92 F/g,工作电压可达2.0 V以上,循环充放电近2 000次后容量损失小于8%.离子液体在超级电容器中表现出良好的电化学兼容性,具有良好的热稳定性,是超级电容器非常有前景的新型电解质.     

热解/水热对稻壳焦改性产物电容特性的影响

以稻壳为原料,在不同活化温度下对热解焦和水热焦活化改性制备生物质活性炭,并对比研究其作为超级电容器电极材料的电容特性。采用工业分析、元素分析、扫描电镜对生物质焦的特性及形貌进行分析,采用X射线衍射、拉曼光谱、循环伏安测试、恒流充放电测试等方法对生物质活性炭的结构及电化学性能进行表征。结果表明,生物质焦活化改性产物具有优异的电容特性,且水热焦制备的生物质活性炭电容特性强于热解焦制备的生物质活性炭,800℃活化水热焦制备的生物质活性炭比表面积为3297m~2/g、电化学性能最好。此条件下,在6mol/L的KOH溶液中,电流密度0.2A/g时活性炭比电容高达353F/g,能量密度为12.26W?h/kg,且在10000次循环后比电容保持率为84.1%,表现出良好的倍率性能、充放电可逆性和循环稳定性。     

活性炭/LiMn_2O_4超级电容器的性能

组装了活性炭(AC)/LiMn2O4(LMO)不对称超级电容器.当m(LMO):m(AC)=0.75:1.00时,AC/LMO超级电容器的比电容最大,电流小于200 mA/g时接近AC/AC超级电容器的2倍.AC/LMO超级电容器的性能受正极极化的限制,考虑到稳定性、循环寿命,应使LMO适当过量[m(LMO):m(AC)=1.10:1.00～1.60:1.00].     

真空法制备超级电容器碳电极材料

采用真空技术把硫酸电解质溶液引入大比表面积BP2000碳粉的内孔,增加碳材料内比表面积的利用率。采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗实验对真空处理前后的BP2000碳粉进行比较。实验结果表明,真空处理的最佳时间为30 min;真空处理后BP2000碳粉的比容量为260.1 F/g,比未经过真空处理BP2000碳粉提高约200%;组装电容器的比电容为84.01 F/g,增加了85.17%;真空处理后电容器循环充放电1 000次比容量衰减34.9%,真空处理前衰减73.1%。这表明真空法制备碳电极材料具有较好的可逆性和电容特性。     

超级电容器用活性炭的制备及性能

以杏壳活性炭为原料,KOH为活化剂,制备了活性炭样品,并以1 mol/L LiClO4/PC溶液作电解液,组装成模拟电容器,进行电化学性能测试。活性炭的比电容随碱用量的增加而增高,最高达到161 F/g。比电容随比表面积的增加而升高,比表面积高于2 000 m2/g后,增加程度逐渐变小。     

超级电容器用葛根基活性炭的制备及性能研究

以葛根为原料,通过K2CO3/KOH混合碱活化方法制备了高比表面积电极材料活性炭,采用氮气吸-脱附、X射线衍射光谱法(XRD)、恒流充放电以及循环伏安法考察活性炭样品的表面性质、孔结构以及电化学性能,进一步考察了碱活化浓度、活化温度对活性炭的比表面积、孔结构和电化学性能影响。结果表明:活性炭的最佳碱炭比为3∶1,活化温度为800℃,比表面积最高达2700 m2/g,在6 mol/L的KOH电解液中,超级电容器法拉第比电容为325 F/g,具有很好的电化学性能。     

硝酸氧化热处理对活性炭的影响

通过HNO3氧化和100～700℃不同温度热处理,在活性炭表面产生了不同含量的含氧官能团,用Boehm滴定法测定了官能团的含量和种类,用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电方法调查了有机体系中含氧官能团对活性炭电容行为的影响。结果表明：较高的HNO3浓度氧化产生较多的热解产物为CO2的基团,热处理降低含氧官能团特别是羧基等热解产物为CO2的基团的含量。比电容与官能团总数没有关联,但与[酚羟基]＋[羰基]-[羧基]-[内酯基]（[X]表示X的含量）成正相关。氧化提高了比电容,但同时增加了内阻,500℃时热处理的试样获得最高比电容,从原始样的146 F/g增加到163 F/g。     

模板-物理活化法制备高性能中孔炭材料

研究了硅溶胶模板法制备的作为超级电容器电极材料中孔炭的孔结构和电化学性能.中孔炭的平均孔径和比电容随硅溶胶/炭源(葡萄糖)比的增加而增大.提出了一种硅溶胶模板法与CO2物理活化法相结合的模板-物理活化法以提高中孔炭的BET表面积来提高中孔炭的比电容.采用恒流充放电和电化学阻抗谱研究了中孔炭的孔结构与倍率性能的关系,并与商品化微孔活性炭作了比较.结果表明平均孔径较大的中孔炭具有较好的倍率特性.模板-物理活化法制备的中孔炭具有高比电容和良好的倍率特性.     

高比表面积电极有机双电层电容器性能

采用高比表面积椰壳基活性炭作电极材料,分别以1 mol/L(Et)4NBF4/PC、1 mol/L LiPF6/(PC DMC EMC)、1mol/L LiPF6/(EC DMC EMC)和1 mol/L LiClO4/PC作为电解液,组装成有机体系双电层电容器.采用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法进行测试,考察采用同种电极材料情况下,各种有机电容器的电化学性能,在不同充电电压下均以1 mol/L LiClO4/PC为电解液时得到最高比电容值(2.5 V时高达 123.5 F/g),1 mol/L(Et)4NBF4/PC的比电容值也比较理想(2.5 V时为104 F/g),且其内阻最小,功率特性最佳.综合分析得知,以1 mol/L LiClO4/PC为电解液的双电层电容器综合性能最佳,且此电解液价格较1 mol/L(Et)4NBF4/PC低廉.     

双电层电容器用不同电解液的电化学性能

研究了双电层电容器(EDLC)用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐[EMIm]CF3COO和30%KOH在高比表面积(3 250 m2/g)活性炭电极上的电化学性能.30%KOH的电容特性、大电流充放电性能均优于[EMIm]CF3COO,而[EMIm]CF3COO的比电容随应用电压的提高而增加,使电容器在提高功率密度的同时提高了能量密度.     

嵌段共聚物对树脂基多孔炭电化学性能的影响

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,盐酸作催化剂,通过添加嵌段共聚物F127作致孔剂,利用溶液协同自组装和炭化处理制备多孔炭材料。采用扫描电镜、透射电镜和N2吸附分析不同F127加入量制得的多孔炭材料的形貌和孔隙结构,并利用直流充放电、交流阻抗技术和循环伏安法测定以上述多孔炭材料为电极的双电层电容器(EDLC)的电化学性能。结果表明:酸催化下的酚醛树脂基体网络结构在炭化过程中较好地保留了F127形成的微相结构,不同F127加入量制得的多孔炭材料比表面积在640～700 m2/g。F127/R为1.3时制得的多孔炭材料比表面积为701.2 m2/g,孔容为0.54cm3/g,其中中孔孔容0.362 cm3/g,中孔率达67.04%;在30%KOH电解质溶液中低电流密度(1 mA/cm2)充放电时的比电容为165 F/g,电流密度增大20倍,容量保持率为95%,经过5 000次循环,容量保持率达94%以上,具有良好的大电流充放电性能和循环性能。