基于氧化铁/生物质碳复合材料的高性能超级电容器研究

为改善碳材料比电容低的问题以及氧化铁（Fe₂O₃）导电性和循环稳定性差的问题,采用氧化铁修饰生物质衍生碳（ATC）表面制备氧化铁/生物质碳（Fe₂O₃/ATC）复合材料,通过氧化铁和生物质衍生碳的协同效应使复合材料获得更高的比电容和更好的稳定性。利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼（Raman）光谱等技术手段对样品进行了表征。结果表明,制备的复合材料存在一定的孔隙结构,氧化铁纳米粒子被锚定在碳表面。当氧化铁和生物质衍生碳的质量比为1:1时,制备的复合材料具有最优的电化学性能,在3.0 mol/L氢氧化钾溶液中显示出430.8 F/g（电流密度约为1.0 A/g）的高比电容,电流密度增大20倍时电容保持率大于60%。将其作为负极构建的不对称超级电容器具有较高的电压窗口（0~1.6 V）,并且实现了39.1 W·h/kg的高能量密度;同时表现出优异的循环稳定性,在电流密度为10 A/g下循环5 000次后拥有111%的电容保持率。     

飞絮衍生碳及其复合材料用于超级电容器研究进展

以具有代表性的杨絮、柳絮及梧桐絮为对象,从组成成分和天然结构遗态特性两个方面综述了以其制备电极材料的优势。系统地介绍了利用协同作用,将飞絮衍生碳与赝电容材料和双电层电容材料复合,制备二元和三元复合材料以进一步提高电化学性能的研究进展。针对当前飞絮衍生碳的研究现状,指出了其在碳产率、绿色工艺、孔结构和表面性质可控调节等方面存在的问题并展望了未来发展方向,以期推进对飞絮基碳材料的深入研究和广泛应用。     

超级电容器性能计算

利用一层碳原子构成的石墨作为超级电容器模型,计算了碳基超级电容器的能量密度和功率密度最大值,分析了能量密度和功率密度与电压之间的关系.结果表明:当水为电解质,电压为1V时,模型的能量密度达3.21 kJ/kg;当离子液体为电解质,电压为4 V时,模型的能量密度达51.36 kJ/kg;当有机液体为电解质,电压为2.5 ...     

石墨烯/δ-MnO2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO₂复合材料,并用X射线粉末衍射（XRD）、低压氮气吸附脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱（EDS）、热重（TGA）对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试（CV）、恒电流充放电（GCD）以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO₂复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO₂具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g^-1时,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容可达322.6 F·g^-1,比纯δ-MnO₂电极材料高234.2 F·g^-1,比纯石墨烯高212.1 F·g^-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g^-1（99.6%）,说明该方法制备的RGO/δ-MnO₂复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

碳气凝胶复合材料在超级电容器中应用的研究进展

从碳气凝胶的发展、制备和干燥工艺,以及掺杂碳气凝胶的改性方面叙述了碳气凝胶在超级电容器材料中的研究进展,并展望了碳气凝胶未来的发展方向。     

Ni(OH)2/活性炭复合材料在超级电容器中的应用

用化学沉淀法在活性炭(AC)表面和微孔内掺杂不同量的氢氧化镍,制备了氢氧化镍-活性炭[Ni(OH)2-AC]复合材料. 用X射线衍射(XRD)和氮气吸附等温线等对活性炭和复合材料进行表征,结果表明,所制材料为b-Ni(OH)2-AC复合材料. 对不同掺杂量的b-Ni(OH)2-AC复合材料的电化学性能进行了研究,循环伏安、恒流充放电实验表明,少量氢氧化镍掺入活性炭表面和微孔中,所得材料的比电容较活性炭有所提高,并具有良好的充放电性能;当氢氧化镍的掺入量为6%(w)时,所制备的超级电容器单电极表现出优良的电化学性能. 以活性炭电极作负极,复合材料作正极制成复合型超级电容器,循环性能测试发现,掺入6%(w)氢氧化镍的复合材料制成的Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器比电容高达330.7 F/g,比活性炭(AC/AC)超级电容器比电容(245.6 F/g)提高了34.6%,且Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器具有更好的循环充放电性能.     

BMIMBr水泥基电解质的制备及其在结构超级电容器中的应用

为了提高离子电导率和电化学性能,本文选用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴化物(BMIMBr)作为氧化还原活性添加剂,制备了一种具有高离子电导率和良好力学性能的水泥基电解质,该材料可用于制作结构超级电容器。结果表明,含20%(质量分数)BMIMBr的水泥基电解质的离子电导率最高,为35.91 mS·cm^-1。BMIMBr能够提供可产生还原反应的Br^-,同时增加游离态离子的数量,这有利于电解质中的离子传导,并获得更高的比电容。当电流密度为0.05 A·g^-1时,结构超级电容器具有20.07 F·g^-1的高比电容。恒定电流充放电循环1 000次后,电容保持率达到83.6%,库伦效率为97.56%,展现了良好的循环寿命。     

超级电容器用高比能量超级活性炭的结构与电化学性能

以沥青焦为原料,采用KOH活化法制备了具有高比表面积的超级活性炭(SAC),采用N2吸附、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其孔结构、微晶结构以及表面官能团进行了表征,研究了其作为超级电容器电极材料在1 mol/L的Et4NBF4/碳酸丙烯酯电解液体系中的电化学特性.结果表明,所制活性炭的比表面积(SBET)达2 893 m2/g,孔径主要分布在1-4 nm范围,其质量比电容(Cm)和能量密度分别达到190 F/g和59 W·h/kg.     

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。     

生物质衍生碳材料在超级电容器中的应用

能源和环境问题是人类可持续发展的关键问题,超级电容器作为一种新型的储能设备备受关注。碳材料作为超级电容器的电极材料,因具有良好的导电性、较大的比表面积及高稳定性被广泛应用。其中,以生物质作为前驱体制备所得的碳材料具有具有成本较低、来源广泛、形式多样等特点,同时此类材料表面常含有大量杂原子基团,大大提升了其相应的电容性能,因此受到了人们的广泛关注。本文介绍了部分以生物质为前驱体制备碳材料及其电容性能研究的工作。     

超级电容器用无定形MnO2的制备及性能

采用液相氧化还原法制备了无定形态MnO2。通过XRD、SEM、循环伏安及恒电流充放电测试对产物的物理及电化学特性进行了研究。结果表明:200℃热处理后的材料仍保持无定形态,呈形貌规则的球形。以3 mol·L-1 KOH为电解液,充放电电流为200 mA·g-1,未热处理的材料50周期比电容达到332.1 F·g-1,但500周期容量保持率仅为57.5%。200℃热处理后的材料比电容稍有下降,50周期为231.2 F·g-1,但循环性能明显提高,500周期容量保持率高达97.9%,能够满足超级电容器的需要。     

二氧化锰/活性炭电容器的制备及其性能

采用液相沉淀法制备了超级电容器用无定形纳米二氧化锰。研究了煅烧温度对二氧化锰的晶体结构、表面形貌及其电容特性的影响。XRD、SEM、循环伏安和恒电流充放电结果表明,随着煅烧温度的升高,二氧化锰样品的晶体结构越来越完整,颗粒粒径也越来越大,而且无定形二氧化锰比晶态二氧化锰具有更好的电容特性。在6 mol/L氢氧化钾电解液中,无定形二氧化锰以100 mA/g和200 mA/g充放电时,比容量分别达到了58.6 F/g和35.3 F/g;400 mA/g循环1 000次,容量保持率仍高达90%。     

车用启动超级电容器

本实用新型为一种车用启动超级电容器，超级电容器芯子由包裹隔膜的烧结式氧化镍正极片，连续化活性碳纤维布负极和集流支撑的薄镍片构成。电容芯子通过制作、焊接电流端子后，置于塑料壳体内，注入电解液，封口便得超级电容器成品。该超级电容器具有较高的功率密度和能量密度，且质量轻，成本低，寿命长，适合做并种类型车辆的启动能源，推广应用具有很好价值。     

四氧化三钴超级电容器电极材料的制备与研究

电极材料是决定电化学电容器性能的一个主要方面,研究与开发高性能的电极材料是人们的研究重点之一.碳电极材料比电容较小;钌等贵重金属氧化物电极材料比电容量虽然很高,但昂贵的价格限制了其实际应用.因此价格低廉、环境友好、同样具有较高氧化还原电容的过渡金属氧化物成为目前超级电容器的研究热点之一.以硝酸钴为原料,以柠檬酸为模板水热合成了前驱体,200 ℃热处理后得到了四氧化三钴.循环伏安、恒流放电等电化学测试表明,200 ℃所得四氧化三钴电极在6 mol/L氢氧化钾溶液中和-0.1～0.5 V (vs. SCE) 电位范围内,具有较好的循环稳定性能,单电极比电容达到442 F/g.为开发高性能的超级电容器电极材料提供了参考.     

二氧化锰基超级电容器研究进展

超级电容器又称电化学电容器,是一种比传统电容器能量密度高,比二次电池功率密度高的新型储能装置。目前被广泛应用于消费电子、交通工具、军事等多个领域。电极材料作为超级电容器的核心部件,决定着整个器件的电化学性能。文章综述了二氧化锰(Mn O2)基超级电容器的研究进展,指出了其未来发展方向。     

超级电容器用碳基电极材料的研究进展

随着人们对能源和环境可持续发展的要求不断提高,开发以超级电容器为代表的高性能、低成本、无污染的新型绿色储能装置受到人们广泛关注.碳基材料以其特有的优势成为超级电容器电极材料研究的重点,主要介绍了以活性炭、碳纳米管、石墨烯、杂原子掺杂碳材料为代表的碳基电极材料应用于超级电容器的情况,并对其前景进行了展望.     

水溶性酚醛树脂制备超级电容器用活性炭

以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,采用两步碱催化合成工艺,制备了水溶性酚醛树脂前驱体。使前驱体在高温下炭化,制备出以介孔为主的活性炭。将活性炭在2.5 mol•L^-1 HNO₃溶液中进行活化后得到产品。所得产品的物理性质用红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）和比表面（BET）测试进行表征。结果显示活化后活性炭比表面积略有下降,平均孔径变宽,但因活化增加了活性炭含氧官能团的含量,使得活性炭表面有效比表面积增加。电化学测试结果表明活化后的活性炭电极比容量增加,达到250 F•g^-1。