二氧化锰/石墨烯复合电极材料

MnO2是一种极具潜力的超级电容器用电极材料,但因其结构形貌复杂多变、电导率较差,限制了其电化学性能的发挥。石墨烯虽然具有高电导率和大的比表面积等优良特性,但是石墨烯的堆叠聚集降低了其有效比表面积和电导率,导致其实际比电容远远低于理论值。针对这一问题,将MnO2和石墨烯相结合可以提高石墨烯的有效比表面积和比容量,充分利用各自的性能相互补偿,以提高复合电极的电化学性能。综述了MnO2/石墨烯复合电极的制备方法和研究现状,同时提出了MnO2/石墨烯复合电极的发展建议。     

纳米MOFs及其衍生物在超级电容器中的研究进展

金属有机框架（MOFs）材料因其大的比表面积、可调控的孔道结构和丰富的活性位点引起了国内外学者们的广泛关注。近年来MOFs基材料广泛应用于能量储存与转化领域,但大多数MOFs基材料的低稳定性和低导电性等缺陷限制了其实际应用。通过对MOFs基材料进行改性,如采用共轭度高的有机配体以增加MOFs材料的稳定性,或MOFs衍生物以提高其氧化还原活性位点和导电性,从而达到提高MOFs基电极材料的电化学性能。主要介绍了原始MOFs及其衍生材料如碳材料、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物和金属磷化物等在超级电容器电极材料中的最新研究进展。研究表明,多金属MOFs材料或多金属MOFs衍生物有利于提高电极材料的电化学性能,而导电MOFs材料或MOFs衍生物中的碳材料有利于提高电极材料的导电性。最后对MOFs基电极材料在电化学储能领域中的研究做出了展望,指出MOFs基材料的形貌、组分和导电性是未来研究的发展方向。     

石墨烯在超级电容器电极材料中的应用

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理性质,如高电导率、高比表面积等,是目前最具潜力的超级电容器的电极材料之一。本文综述了石墨烯作为超级电容器电极材料的研究进展,包括石墨烯的改性与结构设计、石墨烯与赝电容电极材料复合(如金属氧化物和导电聚合物)、石墨烯与其他炭材料复合等。并对石墨烯应用到超级电容器电极材料中存在的问题展开了讨论。     

基于三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及在超级电容器中的研究进展

三维石墨烯具有丰富的孔洞结构、大的比表面积、高的导电率、快的充电速率和长的循环寿命等优异性质,将其与聚苯胺复合制备三维石墨烯/聚苯胺复合材料可以充分发挥石墨烯和聚苯胺的优势性能,制得电化学性能优异的复合材料。该复合材料在超级电容器电极材料领域得到了广泛的关注。综述了三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及其电化学性能,并针对复合材料研究中存在的问题、未来的研究方向进行了展望。     

石墨烯基超级电容器电极材料的制备及研究进展

超级电容器是一种介于普通电容器和化学电池之间的储能器件,兼具两者的优点,如功率密度高、能量转换效率高、循环寿命长、可快速充放电和对环境无污染等特性。而作为超级电容器的关键部分,电极材料在很大程度上制约着其电化学性能,所以电极材料的优化一直是超级电容器研究的重点。石墨烯由于其拥有独特的二维结构和杰出的物理性质,如高导电率、比表面积大等,所以与传统的超级电容器电极材料相比,石墨烯基材料展现出了巨大的应用潜力。     

石墨烯基材料在超级电容器中的研究进展

超级电容器作为一种新型的储能器件,具有广泛的应用前景。石墨烯基材料表现出优异的电化学性能,在超级电容器电极材料方面具有潜在的应用价值。文章简单对石墨烯/碳,石墨烯/金属氧化物,石墨烯/导电聚合物等三类石墨烯基超级电容器电极材料进行简单论述。     

石墨烯改性聚丙烯腈基多孔炭用于高倍率性能超级电容器（英文）

作为一种富氮碳源,聚丙烯腈历来被作为生产炭材料的重要原料。但是聚丙烯腈直接炭化会导致其烧结不利于后续深度活化。通过干法球磨石墨烯和聚丙烯腈复合原料,结合稳定化和KOH活化,制备了杂化多孔炭,并系统研究了石墨烯和聚丙烯腈配比及后活化处理对杂化多孔炭性能的影响。结果表明：石墨烯的存在有利于高能球磨过程中热量地快速扩散,有效避免了聚丙烯腈的烧结;而聚丙烯腈进一步抑制了石墨烯片层的团聚,使石墨烯/聚丙烯腈复合前驱体呈现蓬松的粉体结构,利于碱的深度活化。同时,石墨烯在多孔炭结构中形成的三维柔性导电网络便于电荷地快速转移。由于其发达的孔、大的比表面积、优异的导电性以及氮/氧杂原子诱导的赝电容,所制备的杂化多孔炭用作超级电容器电极材料时,在水系和有机系电解液中均表现出了优异的电化学性能。尤其是,优化的HPC-4复合炭材料用作超级电容器的电极时,在1 mol/L四乙基四氟硼酸铵有机电解液中,当功率密度为337.5 W/kg时,能量密度可达30.38 W?h/kg。该工作为面向高功率兼高能量超级电容器电极材料的开发提供了一种简易且高效的制备策略。     

石墨烯制备电容器电极材料方面的研究进展

超级电容器性能很大程度上取决于电极材料。石墨烯复合材料因其较高的比表面积,良好的导电性能和较强的稳定性,是超级电容器电极领域的研究热点。本文综述了石墨烯的研究历程、石墨烯的制备方法、多种石墨烯复合材料的制备和性能,并对石墨烯在电容器电极材料方面的发展趋势进行了展望。     

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。     

石墨烯的特征、制备及应用研究进展北大核心

石墨烯作为碳的一种同素异形体,由于具有独特的结构和优异的力学、电学、热学、比表面积大等性能,成为该领域研究的前沿和热点话题,它可以与金属、金属化合物、碳纳米管等结合,并在超级电容器、燃料电池、传感器、电极材料等许多领域具有广泛的应用前景。本文综述了石墨烯的起源,对石墨烯的多种制备方法作了介绍,就石墨烯最新应用前景进行了阐述,最后对石墨烯今后的研究方向与发展作了展望。     

石墨烯的特征、制备及应用研究进展

石墨烯作为碳的一种同素异形体,由于具有独特的结构和优异的力学、电学、热学、比表面积大等性能,成为该领域研究的前沿和热点话题,它可以与金属、金属化合物、碳纳米管等结合,并在超级电容器、燃料电池、传感器、电极材料等许多领域具有广泛的应用前景。本文综述了石墨烯的起源,对石墨烯的多种制备方法作了介绍,就石墨烯最新应用前景进行了阐述,最后对石墨烯今后的研究方向与发展作了展望。     

应用于超级电容器电极材料的石墨烯复合材料研究进展

石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有优良的导电性和较大的比表面积,可作为超级电容器电极材料使用。但在使用过程中,其体积易发生膨胀或收缩,而将石墨烯与其他材料进行复合制备出石墨烯复合材料,则有利于克服这一缺点。本文详细介绍了目前几种典型的用作超级电容器的石墨烯复合材料各自的特点和制备方法,主要包括石墨烯/金属氧化物复合材料和石墨烯/聚合物复合材料,对石墨烯复合材料在超级电容器方面的研究进展进行了评述,并对石墨烯复合材料的未来的应用前景和研究方向进行了展望。     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维在超级电容器中的应用

静电纺丝法制备聚丙烯腈（PAN）基纳米纤维具有较大的比表面积、较高的机械强度、优异的纳米结构及良好的化学稳定性。以PAN纳米纤维为基础,进行多方位设计与合成的电极材料在超级电容器中表现出优异的电化学性能,具有广阔的应用前景。本文根据电极材料分类,主要综述了近年来PAN基多孔结构电极材料、杂原子掺杂电极材料以及与碳系材料、导电聚合物、金属氧化物复合等电极材料的研究进展;讨论了电极材料的结构特征、制备方法及其提高电化学性能的原理;最后指出了上述研究中存在的问题,并对未来PAN基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

煤基石墨烯/炭纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能

作为一种高性能新型储能器件,超级电容器具有功率密度高、充电时间短、绿色环保等诸多优点,决定超级电容器性能的关键因素是电极材料的性能。以煤为原料,通过高温热处理、化学氧化及等离子体还原技术制备得到煤基石墨烯;进一步将煤基石墨烯与聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝技术复合制备得到煤基石墨烯/炭纳米纤维(PM-CG)复合材料,以期借助于石墨烯所具备的高导电性、电子迁移率等性能获得具有优良电化学性能的电极材料。采用物理吸附仪、扫描电镜以及透射电镜等仪器对所制备的炭纳米纤维进行了表征,并通过电化学工作站研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,煤基石墨烯成功掺杂到炭纳米纤维中,所制备的PM-CG复合材料在6 mol/L KOH电解液中的比电容值可达225.1 F·g~(-1),是同样条件下纯PAN炭纳米纤维比电容值的2.57倍。     

锰基氧化物与碳复合材料超级电容器研究进展

超级电容器作为一种环保的新型储能装置,具有超高的功率密度,循环寿命长、工作温度区间大、经济环保等优势。MnO_2作为常见的过渡金属氧化物,具有超高的理论电容、化学稳定性强、成本低、经济环保等特点,经常用作非对称超级电容的电极极材料。将MnO_2与导电性能好的碳基材料组成,可以构建比容量大和循环稳定性强的复合材料。综述了近年来MnO_2-碳复合材料在超级电容器中的研究发展,总结了MnO_2-碳基超级电容器面临的挑战和未来发展趋势。     

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。     

石墨烯基电吸附电极材料的研究进展

电容去离子技术是一种高效节能、绿色环保的基于电化学双电层电容理论的电吸附脱盐技术。该技术的关键和核心在于电极材料的选择。石墨烯因具有较高的比表面积、电导率以及优异的物理化学特性,被认为是一种理想的电极材料。本文从石墨烯电极材料性能设计角度出发,归纳总结了针对石墨烯材料特性(亲水性、比表面积/孔隙、导电性)的研究现状,分析存在的问题,并展望了石墨烯基电容去离子电极材料的发展前景。     

金属化合物超级电容器电极材料

金属化合物是理想的赝电容电极材料,但是其拥有导电性差且易团聚的缺点,使得电容性能显著下降。本文通过总结近年来的研究成果,阐述了金属化合物在超级电容器中的应用以及提高各类金属化合物电容性能的方法。研究表明,金属化合物与各类材料的复合、电沉积法、化合物结构的定向合成等多种方法均可有效提高金属化合物导电性,防止团聚现象的发生。随着金属化合物缺点的不断攻克,其在超级电容器的应用也将逐渐频繁起来,同时金属化合物赝也为新兴的储能元件注入了新的活力。     

高体积能量密度石墨烯基超级电容器的研究概述

随着电动汽车和智能器件的快速发展,超级电容器的体积性能相比于质量性能越来越受到人们的关注。为了提高超级电容器的体积能量密度,人们研究了各种新型电极材料,并对其体积性能进行了详细的分析和评价。高密度电极作为超级电容器的核心器件,其具备较高的体积能量密度和优越的倍率能力是提高能量存储的关键。石墨烯具有独特的物理化学性质,被广泛认为是超级电容器理想的电极材料,然而其孔隙率和堆叠密度之间的矛盾制约着超级电容器的体积能量密度。为了平衡石墨烯电极材料的孔隙率和堆叠密度之间的矛盾,人们开展了大量的研究。本文介绍了近年来以致密石墨烯材料作为超级电容器电极的研究进展。从孔隙尺寸、孔隙连接性和复合材料的角度分析不同致密石墨烯基电极材料的设计,并介绍了不同的高能量密度超级电容器的石墨烯基电极材料的制备途径。     

石墨烯基电极材料的研究进展

石墨烯(Graphene,Gr)是一种由单层碳原子紧密堆积而成的最薄平面二维纳米材料,由于具有完美的晶体结构、极大的比表面积和优异的导电性能,石墨烯在储能领域的应用被广泛关注。对石墨烯基电极材料的制备及其在锂离子电池、超级电容器和太阳能电池中应用的研究进展和面临的挑战进行了综述。