RuO2·xH2O/AC复合电极及混合型超级电容器的性能研究

用Sol-Gel法制备RuO2·xH2O,并进一步制备了RuO2·xH2O/活性碳复合电极.针对超级电容器单元工作电压低的问题,研制了一种混合型超级电容器.该电容器是由金属钽阳极、Ta2O5阳极电介质、38wt%的硫酸电解质溶液和RuO2·xH2O/AC阴极组成.组装的超级电容器样品的参数为50V、2.1mF,储能密度为1.48J/cm3.实验结果表明,该电容器具有较高的储能密度和良好的阻抗特性,可以满足脉冲功率技术的要求.     

超级电容器用聚苯胺／活性炭复合电极的研究

通过循环伏安法在多孔活性炭表面沉积了聚苯胺膜,并采用扫描电子显微镜、交流阻抗潜以及恒电流允放电技术对聚苯胺、活性炭和聚苯胺/活性炭复合电极进行了研究.结果显示:聚苯胺在活性炭表面形成一层由多孔网状结构组成的均匀的膜.聚苯胺/活性炭复合电极比活性炭电极具有更高的容量,同时比聚苯胺电极具有更好的循环稳定性.聚苯胺/活性炭复合电极的比电容为587F/g,而活性炭电极仅为140F/g.在50次充放电循环后,聚苯胺电极比电容从513降至334F/g,而聚苯胺/活性炭复合电极从415F/g下降为383F/g.     

金属Mn/活性炭电极材料电化学性能的研究

选用不同孔结构的活性炭采用浸渍法负载Mn金属离子,考察活性炭在负载前后的比电容变化情况。研究表明,金属Mn具有比较明显的准电容效应,其中负载金属Mn的中孔活性炭和微孔活性炭的比电容分别增加63．17％和19．69％,中孔活性炭负载金属Mn时,比电容随负载量的增加而上升;微孔活性炭负载5％时比电容最大为340．16F／g。     

超级电容器Mn-Pb纳米复合电极材料的电化学性能研究

利用低温固相反应法制备了Mn-Pb复合氧化物超级电容器电极材料.采用XRD、TEM、循环伏安和恒流充放电法对电极材料的形貌和结构特点以及电化学性能进行了测试分析.结果表明,复合氧化物的粒径均为纳米尺寸,呈无定型结构.复合氧化物在1mol/L Na2SO4中,电位窗口为-0.2～0.9(V vs.SCE)范围内具有典型的电容特征.纳米氧化物电极比容量随放电电流的增大而减小.当放电电流为2mA时,Mn-Pb复合氧化物电极的比容量为180.5F/g.     

超级电容器复合电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型的储能元件,具有高功率密度和高循环寿命等优点,在许多领域特别是混合电动汽车领域具有广阔的应用前景.而电极材料是决定超级电容器性能的关键因素之一,高性能电极材料的合成和优化是目前超级电容器研究的重点.综述了超级电容器的储能原理、超级电容器复合电极材料的制备、性能、以及发展方向.     

掺钴MnO2电极的电化学电容行为研究

采用化学共沉淀法制备了超级电容器电极材料化学掺杂Co的MnO2电极,借助XRD测试对电极材料进行了物理结构表征,表明掺Co量影响材料的晶体结构和活性。电化学测试结果得出化学掺杂的配比对电化学性能影响很大,掺杂量为n(Co)：n(Co Mn)大于或小于0．1时,其循环伏安、充放电和电容特性较差。而适量的掺入Co,改善了电极的电容性能,降低了电极内阻,提高了活性物质的利用率,并使得电极能够在大电流下进行充放电。经1000次循环,适量掺杂的MnO2电极比未掺杂的MnO2电极具有更高的电容性能,掺杂的MnO2电极循环性能相对较差,但是其比电容仍然大干未掺杂MnO2电极。     

胶体法制备60%RuO2-AC复合电极材料及其性能

通过改进后的胶体法制备了60%(质量分数)RuO2-活性碳(AC)复合电极材料,然后在不同的温度下烧结6 h。采用电化学工作站对该复合电极进行了循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试,用SEM、EDS及XRD对不同温度烧结后复合材料的形貌结构进行表征。结果表明:240℃烧结后复合电极的比电容最大,其值为445 F/g,且充放电性能良好;复合电极的阻抗值在240℃以下时随烧结温度的升高呈递减趋势,高于此温度后略有增大;复合电极材料在240℃烧结后呈细小均匀的水合RuO2粒子,分布在碳基体上;复合电极材料中的RuO2保持非晶结构,高于270℃后有较多的晶体相生成;改进后的胶体法制备的复合电极在240℃烧结后电化学性能较优良。     

太西无烟煤/聚苯胺复合电极材料的制备与性能研究

将苯胺单体引入太西无烟煤的微纳米孔隙及芳香层片中,原位聚合制备出太西无烟煤/聚苯胺复合材料,其电导率稳定在101 S·m-1数量级.分别用SEM和FTIR对其微观形态和化学结构进行了表征,用电阻仪和电化学工作站对其电化学性能进行了表征,结果发现:无烟煤/聚苯胺复合材料表面附着大量微纳米级聚苯胺小颗粒.无烟煤与聚苯胺间发生了较强的化学键合和氢键结合.当无烟煤与苯胺质量比为1/2时,得到的复合材料电导率最高,为72.5 S·m-1,单极比电容为130.72 F/g,且兼有法拉第准电容和双电层电容特征.     

二氧化锰电极材料的制备及电化学性能研究进展

二氧化锰(MnO₂)作为一种重要的无机功能材料,因成本低、来源广泛、电化学性能优异及对环境友好且理论比电容高等优势,在电化学电容器电极材料的研究中有巨大的应用潜力,已成为超级电容器电极材料的研究热点。目前,制备二氧化锰的方法多样,常用的方法有:固相法、水热法、溶胶凝胶法、液相共沉淀法、电化学沉积法等。且因二氧化锰具有比表面积大、循环稳定性好等优势,用其作为电极材料更易于工业化生产,具有较大的市场价值。本文主要综述了非晶态及晶态二氧化锰电极的制备方法及其用于超级电容器的研究进展,并对其储能机理、温度对其微观结构(表面积)和残余结构水等因素的影响进行了分析。     

二氧化锰/聚苯胺(MnO2/PANI)复合电极材料的研究进展

过渡金属氧化物二氧化锰(MnO_2)和导电聚合物聚苯胺(PANI)都是超级电容器中备受关注的两种电极材料。首先介绍了超级电容器材料及其储能机理,并详细介绍了MnO_2电极材料的应用和缺点、PANI电极材料应用和缺点以及MnO_2/PANI二元复合材料的研究进展,最后总结了目前电极材料在超级电容器方面遇到的问题和将来电极材料的发展趋势。     

炭载MnO2复合电极材料的制备与电容性能研究

采用真空浸溃、化学沉淀法制备活性炭(AC)载MnO2复合电极材料(MAC),利用XRD、SEM、EDS、恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对所制备的复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试.实验结果表明在AC颗粒表面沉积了γ-MnO2颗粒,所得MAC以200mA/g的电流密度充放电,首次放电比电容高达417F/g,循...     

RuO2/CuO复合电极材料的制备及其性能研究

分别采用溶胶-凝胶法和低热固相反应法制备无定型水合RuO2和CuO粉末,进而制备了不同含量的RuO2/CuO复合电极,用扫描电镜对复合电极的形貌进行表征,并对复合电极进行循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等电化学性能测试,结果表明,RuO2/CuO复合有助于获得较细颗粒和改善RuO2的阻抗特性。当CuO的含量为30%(质量分数)时,在38%的H2SO4溶液中,扫描速度为5mV/s时,复合电极的比电容为513F/g,内阻为0.361Ω,且在经过400次充放电后,比容量仍保持91.4%,可作为较理想的超级电容器电极材料。     

超级电容器MnO2/CRF复合电极材料的制备及性能的研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备碳气凝胶(CRF),并以KMnO4和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用了化学沉淀法制备MnO2/CRF复合材料.用N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的MnO2、CRF和MnO2/CRF复合材料进行了表征,结果表明碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,所制备的MnO2为纳米级颗粒,复合材料为纳米级粉体.并对不同配比的MnO2/CRF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了所制备的MnO2/CRF复合电极材料具有良好的可逆性和充放电性能.当MnO2含量为60%时,MnO2与碳气凝胶复合制成的新型电极材料具有226.3F/g的比电容,比碳气凝胶电极的比电容提高了1倍.此外,对复合电极的循环寿命进行了研究,表明复合电极具有良好的循环充放电性能.     

导电剂对氧化钌基超级电容器电极材料性能的影响

采用液相共沉积法合成了RuO2/AC复合电极材料,用扫描电镜对不同导电剂材料的形貌进行表征,进而通过循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗谱研究了不同导电剂对RuO2/AC复合电极材料超级电容器性能的影响。结果表明,在38%(质量分数)的H2SO4溶液中,电流密度为2 m A/cm2,以CNTs、AB、KS6、Super PLi为导电剂时比容量和ESR分别为689,556,574和512 F/g,0.19,0.36,0.32和0.41Ω。     

活性炭/炭黑复合电极性能研究

活性炭/炭黑复合电极通过水浴中破乳制得。采用循环伏安、恒流充放电等研究方法对复合电极的电化学性能进行研究。结果表明，在0．5mol/L的硫酸溶液中复合电极呈现良好的电化牵陛能。通过SEM、接触角的研究测定，可知复合电极与有机电解液接触性能较好．     

超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

MnO2/CMSs复合材料的制备及其电化学性能

采用0.1 mol/L的KMnO4和0.1 mol/L的HNO3对化学气相沉积法合成的碳微球(CMSs)进行氧化后,在CMSs表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料,用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到氧化CMSs。通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪等对产物的形貌和结构进行表征,观察了氧化前后CMSs在水和乙醇中的分散性,并采用循环伏安法测试了MnO2/CMSs复合材料的电化学性能。结果表明:经KMnO4和HNO3处理的CMSs表面包覆有MnO2层,MnO2的负载率约为60%。MnO2/CMSs复合材料在中性溶液中有一定的电容性能;经H2C2O4洗涤后得到氧化CMSs,其表面引入了含氧官能团,使其在水和乙醇中均表现出良好的分散性。     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。     

纳米NiO/C复合电极电化学电容特性的研究

为满足高性能电化学电容器发展的需要,采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）研究了纳米NiO／C复合电极在KOH溶液中的电化学电容特性。这种纳米NiO／C复合电极材料是经热解柠檬酸镍凝胶制得的,由大约85％的纳米NiO和15％的纳米C组成,粉体的比表面积为181m^2／g,颗粒粒径〈30nm,微孔直径分布在4～10nm。结果表明,纳米NiO／C复合电极的比电容受KOH浓度和扫描速度的影响,高的电解质浓度和低的扫描速度有助于获得高的比电容。电极的电化学过程研究显示出法拉第反应和双电层特性,因而电极电容由法拉第准电容和双电层电容组成,电极比容量可达116．4F／g。由纳米NiO／C复合电极组成的电容器,其比能量达13．2kJ／kg,比功率达1．6kW／kg,且具有良好的循环稳定性。