钒基负极材料在锂离子电容器中的应用

锂离子电容器一个电极采用电池型负极,一个采用电容型正极,因而兼具高能量密度、高功率密度的优点,有望成下一代新型储能器件.基于Faraday反应的电池型电极与电容型电极动力学不匹配是锂离子电容器的一个巨大挑战,因此研究者们发展了多种倍率性锂离子电池材料.在这些材料中,钒基材料以其成本低、比容量大、倍率性能优异等优点被认为...     

锂离子电容器碳正极材料的研究进展

锂离子电容器是一种采用电容型正极材料、电池型负极材料进行组装的储能器件,结合了锂离子电池与超级电容器两者的优点,兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命。但是由于锂离子电容器还存在正负极动力学过程以及容量不匹配的问题,大大影响了锂离子电容器的电化学性能。通常锂离子电容器的功率密度取决于负极材料,而能量密度取决于正极材料,因此为提高锂离子电容器的能量密度,还需发展具有高比容量和高导电性的正极材料。目前,碳材料因具有低成本、来源广泛、高比表面积和丰富的孔道结构等特点,是一种极具应用潜力的电极材料。综述并分析了各种碳材料(包括活性炭、模板炭、石墨烯和生物炭等)作为锂离子电容器正极材料的电化学性能与优缺点,最后对锂离子电容器正极材料的研究提出了建议与展望。     

碳材料在柔性超级电容器中的研究进展

轻便灵活的柔性超级电容器在可穿戴和便携式电子储能装置中有着潜在的应用前景。碳材料因具有优异的柔韧性、良好的导电性和较大的比表面积,通常在柔性超级电容器中发挥着柔性基底和导电活性填料的作用。本文首先综述了双电层、赝电容以及混合型超级电容器的储能机理。其次分别介绍了以碳材料作为柔性基底和导电活性填料的最新研究进展。碳材料作为柔性基底复合赝电容材料时,既可以提供大的比表面积,也可为氧化还原反应提供大量活性位点;而作为其他柔性基底的导电活性填料时,既能够改善赝电容材料稳定性的问题,也为电解质离子提供传输通道。文章最后提出了当下柔性超级电容器电极在力学性能、制备方法和评价标准中面临的相关问题。     

金属有机框架(MOFs)在超级电容器中的应用与展望

随着全球环境污染问题加重,人们需要清洁高效的能源取代化石燃料,因此开发新型绿色储能装置变得越来越重要。超级电容器是介于传统电容器和电池之间的新型电容器,虽然超级电容器比起传统电容器在储能、功率密度和循环性能等方面有所提升,但在可持续的能源转换和储存系统中,探索高稳定性和高容量的新材料仍是一个充满挑战的问题。金属-有机骨架(MOFs)具有的高比表面积和可调节孔径特性,使其成为电催化候选材料并且在超级电容器领域中引起关注。通过文献研究,介绍了几种常见超级电容器如双电层电容器,赝电容和混合电容器及其近些年在超级电容器领域的MOFs分类：ZIF、IROMFs、MILs、UIOs、HKUST-1系列和其他近年发现的新型MOFs材料,最后总结了MOFs的研究进展及其优缺点,并对金属有机框架(MOFs)在超级电容器中的发展与挑战进行了讨论。     

炭基非对称型超级电容器的研究进展

基于碳材料的超级电容器因其高功率密度、快速充放电能力而在电化学储能技术领域发挥着重要的作用，但是较低的能量密度严重限制其发展应用。相较于常规对称型超级电容器，非对称型超级电容器可以充分利用理论工作电压窗口，大幅拓宽工作电压进而提升整体能量密度。本文简单介绍了非对称型超级电容器的优势与分类，以及在电极电位拓宽策略方面的最新研究进展，为未来开发新型超级电容器提供参考方向。     

氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料的制备及其赝电容性能研究

本文利用电化学沉积法将掺杂有氧化石墨烯的聚吡咯沉积在活性碳布上,获得了一系列不同氧化石墨烯掺杂程度的氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料。采用电化学方法研究复合材料构筑的超级电容器的赝电容行为。研究表明掺杂氧化石墨烯后的复合物构筑的超级电容器电容性能有显著提升。随着氧化石墨烯掺杂量的提高,复合物的质量比电容先增加后减小。这归因于复合物掺杂少量的氧化石墨烯时可以改善聚吡咯的导电性和微观形貌,使得复合材料的质量比电容显著提高。     

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。     

兰州化物所在钠离子混合电容器研究方面取得新进展

正金属离子混合电容器集高能量密度、高功率输出以及长循环寿命等优点于一身,近年来已成为未来可持续发展新型储能系统的一个重要发展方向。其中,因钠资源丰富、价格低廉,与锂的物理化学性质相似,使得钠离子电池及钠离子混合电容器作为锂离子储能体系有效的替代产品,     

生物质黄桃衍生多孔碳调控二元镍钴双氢氧化物的超电容性能

镍钴双氢氧化物具有优异的赝电容性能,但存在充放电过程中因其活性位点利用率较低、导电性较差等问题而导致电容量不能完全释放.本文构建了生物质黄桃衍生的三维网格结构碳材料并用于调控二元镍钴双氢氧化物的超级电容性能.结果表明,二元镍钴双氢氧化物/生物质黄桃衍生多孔碳复合材料显著提高了超级电容器的赝电容容量和倍率性能.研究表明,...     

石墨烯超级电容器的研究进展及其应用

综述了石墨烯超级电容器的研究进展,包括石墨烯的制备、改性、与赝电容电极材料的复合,石墨烯超级电容器特殊结构的设计、电解液的选择、柔性超级电容器的制备等。在石墨烯超级电容器的实际应用中,主要介绍了石墨烯的生产现状、超级电容器的厂家及应用情况,并指出未来超级电容器的应用重点将从消费电子逐渐向混合动力电动车和新能源领域转移。     

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。     

活性炭用于制作超级电容器电极材料概述

生物质活性炭材料目前尚缺乏科学的处理利用方式。在化工科学界,因其化工产品多孔活性炭具有高比表面积,表面特殊结构、可控孔隙结构与稳定的物理化学性质和优良的导电性而备受关注,且来源广泛、价格低、环境友好,目前已在超级电容器储能材料方面大有作为。简述了生物质活性炭在超级电容储能材料方面的应用,介绍了双电层超容器的基本概念,从活性炭的制备到改良用于储能材料。通过分析总结,明确了活性炭作为新型能源材料的未来发展方向,引发读者对超级电容器未来发展方向的思考。     

超级电容器的电极材料的研究进展

超级电容器具有高比电容、工作电压范围广、环境友好、高能量密度和高功率密度等特性,作为一种新型的储能器件被广泛应用到各种领域。本文介绍了超级电容器的组成,储能原理以及电极材料的分类,而超级电容器研究热点集中在电极材料上,并对电极材料的发展趋势进行了展望。     

氧化物型超级电容器电极材料的研究进展

氧化物型电极材料可以发生可逆的氧化还原反应从而具有较大的赝电容,其比容量远远大于活性炭材料的双电层电容,而且使用寿命长,维护简单,具有广阔的应用前景。主要论述了超级电容器用氧化物电极材料(RuO_2、MnO_2、NiO和Co_3O_4等)的储能原理、制备和性能的研究现状。     

氧化物型超级电容器电极材料的研究进展

氧化物型电极材料可以发生可逆的氧化还原反应从而具有较大的赝电容,其比容量远远大于活性炭材料的双电层电容,而且使用寿命长,维护简单,具有广阔的应用前景。主要论述了超级电容器用氧化物电极材料(RuO_2、MnO_2、NiO和Co_3O_4等)的储能原理、制备和性能的研究现状。     

中科院青岛能源所开发出石墨烯基锂离子电容器

<正>随着能源危机以及环境问题的日趋严重,社会对基于能源互联网的近零碳排放区推广非常期待,这对分布式储能技术提出更高要求。同时,新能源电动汽车、高铁/城市轨道交通制动能量回收等领域也迫切需求高能量密度、高功率密度兼顾的电化学储能器件。锂离子电容器是一种兼具双电层超级电容器高功率特性与较高能量密度特点的电化学储能器件,具有非常好的发展前景。因此,国家工业和信息化部《中国制造2025》把高能量密度(大于20 Wh/kg)动力型电容列为重点支持领域。然而,由于相关技     

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。     

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。     

固态凝胶超级电容的制备

制备了多孔碳电极和聚丙烯酸凝胶电解质,并将其组装成固态超级电容。采用循环伏安法测试电容性能,并与石墨电极进行了对比。结果显示,多孔碳电极超级电容的电流密度和比电容均高于石墨电极。通过恒流充放电测试了超级电容的储能特性。结果显示,在相同的电流密度时,终止电压越高,电容能量密度与电容密度越高。在终止电压相同时,电流密度越小,电容的能量密度以及电容密度就越大。电荷效率随电流密度增大而增大,当电流密度为5 mA/cm~2时,达到最高值76. 92%。     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是一种介于电池和传统电容器的一种新的储能器件,也叫电化学超级电容器。介绍了目前国内外的超级电容器电极材料的研究现状以及展望,如碳材料、金属氧化物、导电聚合物。