硫脲作还原剂制备二氧化锰及其电化学性能

通过化学液相法,用硫脲作为还原剂和高锰酸钾反应制备了无定形MnO2。用XRD和SEM研究了产物的结构和形貌,用恒流充放电和循环伏安测试考察了MnO2的电化学性能。结果表明:在0.5mol/L的Na2SO4溶液中,电位窗口为0～0.8V、电流密度为1×10–3A/cm2时,首次放电比容量为248F/g,,经过100次循环后比容量保持在232F/g。在(3～5)×10–3A/cm2的电流密度下放电比容量分别为198和182F/g,具有良好的电容特性。     

万法级MnO2/C超级电容器的组装及性能研究

采用固相法制备了MnO2,并对其结构进行表征。以所制备的MnO2作为电极活性物质,组装成超级电容器,对其电化学性质进行研究,结果表明,所组装超级电容器的等效串联电阻为1.875m?,功率密度为192W/kg,能量密度为2.306W·h/kg,电容器的充电电容为11671.4F,放电电容为11534.3F,充放电效率为98.8%,经多次循环后电容器性能良好。     

钴酸镍/多孔碳复合电极材料的制备及其电化学性能研究

以玉米芯碳渣为原材料,通过高温热解法制得多孔碳(PC),并以此为基体,以硝酸镍和硫酸钴为原料,通过水热-煅烧两步法成功制备了NiCo_2O_4/PC复合电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征。在三电极系统中,通过循环伏安和恒电流充放电测试表明NiCo_2O_4/PC复合材料的电容性能较好,在1 A/g的电流密度下,其比电容达到497 F/g。     

熔盐处理对MnO2电化学性能的影响

采用固相法制备了MnO2,用KCl-LiCl熔盐体系对样品进行处理后,MnO2的结晶程度增加。XRD测试表明,产物为α-MnO2与γ-MnO2的混合晶相,循环伏安测试表明熔盐处理后材料具有典型的超级电容特性,其等效串联电阻(RESR)由0.26Ω减小到0.25Ω,电极电阻(RE)由0.57Ω减小到0.37Ω,单电极放电比容量由100.94F·g–1提高了28.34%达129.54F·g–1。样品在恒电流充放电循环100次后,比容量衰减不大,充放电效率接近100%。     

冷冻煅烧法制备NiO/Ni复合材料及电容性能研究

首次采用冷冻煅烧法制备NiO/Ni纳米复合材料,重点考察不同冷冻温度对该复合材料的结构形貌及电容性能的影响。结果表明:随着冷冻温度的降低,结晶过冷度增大,材料的粒径不断减小并且趋于均匀化,比表面积单调增大。当冷冻温度为-20℃时,材料平均粒径为20~50 nm,比表面积达到337.6 m^2/g。同时,纳米Ni单质的引入也增强了材料的导电性能,当电流密度为1 A/g时,其比电容达到820 F/g,所制得NiO/Ni纳米复合材料具有优异的电化学性能。该方法大大降低了材料制备的能耗,为NiO/Ni纳米复合材料的制备方法提供新的思路。     

氮掺杂碳包覆凹凸棒石的制备及其电化学性能研究

利用苯胺原位化学聚合合成聚苯胺包覆凹凸棒石,再经过高温热处理得到氮掺杂碳包覆凹凸棒石。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶转换红外线光谱(FTIR)、差热分析法(DTA)对样品形貌和化学结构进行表征,利用循环伏安法、恒电流充放电及交流阻抗技术研究其用作超级电容器电极材料时的电化学性能。研究表明,氮掺杂碳包覆凹凸棒石在6 mol·L~(–1)的KOH电解液中具有较好的电容性能,在20 m V·s~(–1)的扫速下质量比电容可达161.9 F·g~(–1),且该复合材料具有较小的内阻和良好的电容稳定性。     

原料配比对聚苯胺/氧化石墨烯复合材料储能的影响

以苯胺(ANi)为单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,氧化石墨烯(GO)为模板,调节ANi与GO原料质量比从0.5到100,采用原位聚合法制备了一系列不同组分含量的聚苯胺/氧化石墨烯(PANi/GO)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱、扫描电镜和循环伏安法对制备复合材料的结构、微观形貌和循环伏安性能进行了研究,着重考察了原料配比对PANi/GO复合材料结构、微观形貌及能量存储的影响。研究表明:ANi单体成功原位聚合在GO表面上;ANi/GO质量比对PANi/GO复合材料的比电容影响明显;随着ANi/GO质量比的增加,所制备复合材料的比电容先增加后减小。当ANi/GO质量比为10、扫描速率为10 m V·s~(–1)时,复合材料的比电容达到最大值162.2 F·g~(–1)。     

掺CeO2纳米MnO2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。     

CoFe类普鲁士蓝纳米立方的合成及超电容性能

利用化学共沉淀法,制备Co Fe类普鲁士蓝纳米立方(Co Fe PBA)超级电容器电极材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征;利用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品的电化学性能进行研究。结果表明:Co Fe PBA材料为具有面心立方结构的棱长约400 nm的立方颗粒,且表面光滑、颗粒均匀,在氯化钴和铁氰化钾摩尔比为2:1时,产物Co Fe PBA电化学性能最佳,于中性介质1 mol/L硫酸钠溶液中,在1 A/g电流密度下,比电容能达到444.4 F/g,电流密度增大至5 A/g时,比电容仍能保持在423.1 F/g,2000次充放电循环后,在1 A/g电流密度下比电容保持在439 F/g,容量衰减小于2%。     

纳米MnO_2的水热合成及其在LiPF_6中的电容行为

以硫酸锰和次氯酸钾为主要原料,在酸性条件下水热合成了MnO2纳米丝球。通过XRD和SEM分析了MnO2的晶体结构和表面形态。应用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了该MnO2电极在1mol/LLiPF6(DMC+EC)有机电解液中,0～2.5V的电位的电容行为。结果表明:样品为α-MnO2,丝球平均直径约20μm,单丝直径约80nm,长度在3～5μm。该MnO2电极具有良好的电容性能,180mA/g电流密度下初始比容量达129.3F/g,相应能量密度为45.7Wh/kg。     

双电层电容器中单/双面涂覆电极的电化学性能比较

以KOH为活化剂,采用微波加热石油焦一步法制备了微孔活性炭。采用循环伏安和恒流放电法研究了双电层电容器中单面和双面涂覆的活性炭电极电化学性能。活性炭的亚甲基蓝吸附值为247.8mg·g–1,N2吸/脱附结果表明,活性炭比表面积为1037m2·g–1,微孔孔容为0.54m3·g–1。结果表明,1000次循环后,双面涂覆电极的比容、比容保持率和两电极电容器的能量密度保持率分别为227.3F·g–1、96.6%和97.4%均高于单面涂覆电极;而双面涂覆电极的内阻仅为0.42Ω,小于单面涂覆电极的内阻。     

超级电容器新型复合电极材料MnO_2/活性MCMB的研究

以Mn(NO3)2、活性中间相碳微球(活性MCMB)为原料,采用KBrO3氧化法,成功制备了MnO2/活性MCMB新型复合电极材料;以该材料制成电极,并以质量分数为30%的KOH溶液为电解液,组装成扣式电容器。通过XRD和SEM分析了MCMB,活性MCMB及MnO2/活性MCMB的晶相结构和表面形态;采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究了电容器的电容性能。结果表明:以MnO2/活性MCMB复合电极制成的电容器电容性能优良。在0.5A/g电流密度下,其充放电曲线表现出典型的电容行为,初始比容量高达403.5F/g,相应能量密度为12.5Wh/kg;其循环伏安曲线关于零电流线对称,呈现为较规则的矩形;其等效串联电阻约为0.7Ω。     

FeCo2S4/Ni(OH)2的合成及超电容性能研究

将多组分活性材料组合成新的结构用作电极材料是提高超级电容器性能的一种有效措施。采用典型的两步水热法与电沉积法制备了FeCo2S4/Ni(OH)2复合纳米材料,并表征其物理及电化学性能。结果表明,FeCo2S4纳米花被电沉积上的Ni(OH)2纳米片包围,形成三维互连网状结构,有利于电极材料与电解液的充分接触。所得的FeCo2S4/Ni(OH)2复合电极材料显示出极高的比电容(当电流密度为1 A·g^-1时,比电容达1588.2 F·g^-1)、优异的倍率性能及循环稳定性。此外,以FeCo2S4/Ni(OH)2为正极、活性炭为负极组装了非对称超级电容器。结果显示,非对称超级电容器具有高能量密度及良好的循环稳定性。     

n型硅/碳复合材料的制备及电化学性能研究

基于施主掺杂原理,制备了掺有微量磷元素的n型硅负极材料,为改善其循环性能,通过碳包覆的方法进一步制备了硅/碳复合锂离子电池负极材料。利用XRD、SEM、恒流充放电、交流阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)等测试手段对所制n型硅及硅/碳复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征分析。结果显示:所制n型硅具有与普通硅一致的晶体结构、良好的充放电平台、较高的容量以及很好的导电性,其电化学性能在碳包覆后有所改善,第一次放电比容量可达1 776.7 mAh/g,15次循环后仍可达1 000 mAh/g以上,库仑效率均保持在98%左右。     

氧化钌/活性炭超电容器电极材料电化学特性

介绍一种氧化钌/活性炭复合电极材料的制备方法,并对不同条件下制备的材料的循环伏安特性、交流阻抗特性进行了比较。使用该复合材料组装的模拟电化学超电容器单电极比容量达到359 F/g,远高于普通活性炭材料。与氧化钌电极材料相比,氧化钌/活性炭复合材料的高功率放电特性则有明显的提高。     

流变相辅助碳热还原法制备LiFePO_4/C

以Fe2O3、LiH2PO4为原料,蔗糖为碳源,草酸为添加剂,采用流变相辅助碳热还原法制备了LiFePO4/C复合材料。研究了草酸添加量、烧结温度以及碳含量对所制LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。结果表明:通过适量草酸可有效提高LiFePO4/C的电化学性能,并且当草酸添加量为LiH2PO4摩尔量的1.5倍、烧结温度为700℃、碳质量分数在8.8%左右时,所制材料表现出最佳电化学性能:其0.2C倍率下放电比容量可达154 mAh/g;5.0C高倍率下具有约120 mAh/g的可逆放电比容量;1.0C倍率下循环充放电1 000周容量保持率达98%。     

荷叶茎衍生多孔碳的制备及其在锂硫电池中的应用

以荷叶茎为原料,通过高温退火处理和KOH活化得到多孔碳,并将其作为硫的载体材料,最终得到C/S正极材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重法(TG)、BET分析和喇曼光谱对目标产物进行了表征,研究了C/S正极材料的结构和形貌.将C/S作为锂硫电池正极材料进行电化学测试,其...     

有机电解液聚苯胺-炭混合电容器性能研究

采用化学氧化法合成盐酸掺杂聚苯胺,经NaOH溶液去掺杂后制得本征态聚苯胺(PANI)。以PANI为正极材料,活性炭为负极材料,使用1 mol/L LiPF6/(DMC+EC)有机电解液组装了混合电容器。通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电、循环寿命及漏电流等手段,对混合电容器的电化学性能进行了测试。结果表明,充电截止电压在1.5 V时,电容器比容量最高可达36.0 F/g,1 100次充放电循环后比容量保持在初始容量的94.2%。     

改良沉淀法制备氧化镍及其电化学性能

采用改良沉淀法制备了氧化镍,并研究了其结构和电化学性能。X射线衍射(XRD)分析表明所制材料为立方晶相的氧化镍,扫描电子显微镜(SEM)观测则显示所制NiO为由薄片堆积而成的直径约为500 nm的花球。电化学性能测试表明:在5 mA条件下,由所制氧化镍制成的电容器的起始比容量为405 F/g,随着循环次数的增加,其比容量减小,到200次时稳定于365F/g(为初始容量的90%)。     

微波场作用下柠檬酸盐法合成阴极纳米粉体La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3

在微波场作用下,采用柠檬酸盐法合成了阴极粉体La0.8Sr0.2MnO3(LSM)。用TG-DTA、XRD、TEM、SEM和电化学工作站对产物形成过程、微观结构和电化学性能进行分析和表征。结果表明,LSM溶胶在微波处理后,850℃煅烧能够形成单一的钙钛矿型结构;粉体粒径约为30nm,远小于采用传统烘箱加热方式的200nm,所得粉体电催化活性高,其制得的单电池在800℃时的最大功率密度达到0.82W/cm2,开路电压达1.1V,而采用传统烘箱加热方式所制得单电池的最大功率密度仅为0.71W/cm2。