超级电容器电极材料研究最新进展

超级电容器是介于传统电容器与化学电源之间的一种新型储能元件,它具有充电时间短、循环寿命长、功率特性好、温度范围宽和经济环保等优势,目前在很多领域都受到广泛关注。概述了超级电容器电极材料研究的最新进展,包括碳基材料、金属氧化物材料及导电聚合物材料等,并在此基础上对其未来发展趋势进行了展望。     

铁掺杂槟榔衍生炭材料的电化学性能研究

以食用后废弃的槟榔作为前驱体,经由预氧化、氢氧化钾活化和高温炭化制备生物质炭.将炭材料置于六水合氯化铁溶液中吸附铁离子,经由一步热处理后最终制备铁掺杂炭材料.通过比表面积测试(BET)研究活化前后比表面积和孔径分布的变化发现:经过氢氧化钾的活化,炭材料表面出现大量孔结构,其比表面积和孔隙率均有显著的提高;通过X射线光电...     

超级电容器氧化锰电极材料的特点制备

分析超级电容器的制备以及其化学性能,制备出了无定型氧化锰电极,并将制得的氧化锰电极置入电解液中,在一定的电位范围中扫描绘制了循环伏安曲线,另外,将电极在一定电流下放电,分析其可逆性。从测试结果可以看出,这种电极的充放电性能良好,且具有理想的可逆性。     

酚醛树脂制备超级电容器电极材料

以酚醛树脂为原料,NaOH为活化剂制备超级电容器用电极材料高比表面积活性炭(HSAAC),考察了制备条件对HSAAC碘值w(I)和比电容的影响。结果表明,在酚醛树脂炭化后加入NaOH,炭化温度为600℃、时间1h,活化温度为900℃、时间1h,制备的HSAAC的w(I)和比电容具有最大值,分别为1623mg/g、146.53F/g;而在固化前加入NaOH,制备的HSAAC的w(I)和比电容得到大幅度提高,分别为1895mg/g、240.99F/g,比电容接近其理论容量280F/g,但收率低,仅为10%。     

由专利信息透视超级电容器电极材料的研究进展

利用WPI数据库对超级电容器电极材料的专利申请情况进行统计分析,讨论了四种主要电极材料,并分别统计了其申请量随时间的变化情况以及主要申请人的排名情况,同时对近十年的主要申请人的申请内容进行简单梳理,以帮助国内申请人了解超级电容器电极材料的发展历史和发展趋势.     

模板法制备超级电容器活性炭电极材料

以硅溶胶为模板剂,酚醛树脂为炭源,采用模板法制备了超级电容器活性炭电极材料。利用SEM和BET对实验制备的活性炭进行了分析和表征。以实验研制的活性炭为电极材料,通过循环伏安和恒流充放电测试对其电容性能进行了研究。结果表明:实验研制的活性炭的比表面积为1840m2/g,在7.5×10–3A/cm2的电流密度下,其比容达到290F/g。     

超级电容器用NiO多孔薄膜电极材料的研究进展

超级电容器是一类新型绿色储能器件,特别适合在有高功率密度需求场合下使用,具有极其广阔的应用前景.NiO因价廉、来源广泛、环境友好和电化学性能优良等优点而成为备受青睐的超级电容器用正极材料.综述了国内外有关NiO多孔薄膜电极材料制备方法的最新研究进展,归纳了提高和改善其电化学性能尤其是在大电流密度工作条件下电化学电容行为的方法,最后对这一领域未来的研究热点和发展方向进行了展望.     

微波法制备超级电容器用高性能活性炭电极材料

以石油焦为原料,KOH为活化剂,经微波加热活化,制备出了超级电容器用高性能活性炭电极材料。以制得的活性炭制成的电极片为电极,6mol/L的KOH溶液为电解液,组装了模拟电容器。研究了加热时间和碱焦比对活性炭比表面积及电容器性能的影响。研究表明:在KOH与石油焦按3∶1的质量比混合,微波辐射时间为15min时,制备的活性炭比表面积达2683m2/g,模拟电容器单电极比电容量达361F/g。     

电极纤维化结构对超级电容器电性能的影响

电极是超级电容器的重要组成部分.为了解决传统湿法涂布电极体积密度低和抗劣化性差的固有问题,需要开发具有纤维化结构的干法电极.分别采用干法和湿法工艺制备出超级电容器用电极,通过扫描电子显微镜(SEM)、剥离强度和电性能测试等表征方法,分析了干法和湿法工艺对电极结构和形貌、粘结性能及电性能的影响.结果表明:干法电极内有充分...     

蛋壳膜可做电极材料 提升超级电容器性能

碳化蛋壳膜电极表现出良好的循环稳定性:1万次循环后,只观察到3%的电容衰落。有一项新的研究,最近发表于2012年4月刊的《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上,题目为《碳化鸡蛋壳膜具有三维架构可制成高性能电极材料用于超级电容器》     

Nanostructured CuO/PANI composite as supercapacitor electrode material

An in-situ polymerization method has been employed to prepare CuO/PANI nanocomposite. The prepared samples have been characterized by X-ray diffraction (XRD), FTIR spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FESEM), and BET analysis. Application of the prepared samples has been evaluated as supercapacitor material in 1 M Na₂SO₄ solution using cyclic voltammetry (CV) in different potential scan rates, ranging from 5 to 100 mV s⁻¹, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The specific capacitance of CuO/PANI has been calculated to be as high as 185 F g⁻¹, much higher than that obtained for pure CuO nanoparticles (76 F g⁻¹). Moreover, the composite material has shown better rate capability (75% capacitance retention) in various scan rates in comparison with the pure oxide (30% retention). EIS results show that the composite material benefits from much lower charge transfer resistance, compared to CuO nanoparticles. Moreover, much better cyclic performance has been achieved for the composite material.     

组合活化制备高孔隙率球形多孔炭及其超级电容性能

球形多孔炭具有堆实密度高、电极制作容易、比电容高等优点,是超级电容器理想的电极材料。优化球形多孔炭的比表面积和孔径结构是提高其储能性能的重要途径。本文将氯化锌活化剂与间苯二酚-六次甲基四胺原位共聚,再低温化学活化或辅以二氧化碳物理活化,得到了比表面积1947 m~2/g,孔体积1.27 cm~3/g的球形多孔炭。在1 mol/L的TEABF_4/PC电解液中,以所制球形多孔炭为电极的超级电容器在功率密度分别为259和9519W/kg时,比能量达到30和15 Wh/kg,且在1 A/g循环5000次后,比容量仍然保持在84%。     

Exploration of electrochemical properties of zinc antimonate nanoparticles as supercapacitor electrode material

Synthesis and Electrochemical properties of zinc antimonate nanoparticles have been explored and the strategy was to engage zinc antimonate towards supercapacitors. Cyclic voltammetry measurements were done at different sweep rates and the inclusion of two heterovalent metal cations such as Zn²⁺ and Sb⁵⁺ in the nanostructure participates in the electrochemical phenomena thereby exhibiting pseudocapacitance behavior with a significant specific capacitance of 140.8 F/g at the sweep rate of 10 mV/s was achieved. Further, from galvanostatic charge-discharge measurements, it is apparent that the capacitor characteristics were found to be phenomenal in 1 M H₂SO₄ electrolyte with good electrochemical constancy over 500 cycles with an incredible capacity retention of 100% at a current density of 1 A/g respectively. The results suggest that the obtained zinc antimonate could be a promising, inexpensive and electrochemically active candidate in supercapacitor application.     

钴掺杂多孔锰氧化物自组装花球制备及其超电容特性研究

通过水热法制备了掺杂不同含量钴离子的多孔结构MnO_2纳米花球,研究了锰氧化物掺杂前后的实际放电比容量,从而比较钴离子含量对其电化学性能的影响。对不同样本做了结构、形貌及电化学性能方面的测试。通过XRD谱说明钴离子均一地掺杂到了锰氧化物的中间。通过SEM照片可以看到产品的微观形貌均是由纳米片层状结构组装成的纳米花球。在未掺杂钴时,纳米花球的颗粒大小不均一,而掺杂摩尔分数10%的钴离子后,大大降低了自组装结构的尺寸,并且使得材料的微观表面更加疏松,这种减小的尺寸使得电解液的进入更加容易,从而使得材料的利用率大大增加。通过恒电流充放电测试显示,当钴掺杂量为摩尔分数10%时,锰氧化物比容量最大可达410.158 F·g~(–1)。     

超级电容器新型复合电极材料MnO2/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。     

高性能超级电容器用氧化钌/氮掺杂多孔碳复合材料的研究

采用快速、简便的两步合成法,将RuO_2纳米粒子均匀地负载在氮掺杂多孔碳(NPCs)上,形成RuO_2/NPCs复合材料。首先以壳聚糖为前驱体,SiO_2纳米颗粒为硬模板,制备出比表面积高、呈三维多孔结构的氮掺杂多孔碳材料;在此基础上,将RuO_2纳米粒子通过溶胶-凝胶法均匀负载到NPCs碳骨架的表面和孔隙中,得到RuO_2/NPCs-800复合材料。研究结果表明,RuO_2均匀负载在NPCs的碳骨架上,有效地提高了复合材料的导电性;同时,电化学性能测试显示,RuO_2对复合材料的电化学性能有显著提高,当电流密度为0.5 A/g时,RuO_2/NPCs-800复合材料的比电容高达411.5 F/g,相当于同等条件下NPCs(123.9 F/g)的3.3倍;同时显示较好的循环稳定性,在5 A/g电流密度下,5000次循环后,只有6.3%比电容降低。     

纳米NiCo_2O_4电极材料的结构表征及超级电容性能研究

本文通过电沉积法在泡沫镍上沉积了绿色(Co,Ni)氢氧化物前驱体,并通过退火处理制备了纳米NiCo2O4电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了生长在泡沫镍上的纳米NiCo2O4电极材料的形貌特征,成分和显微结构。通过对这些样品进行恒流密度充放电以及循环伏安测试对纳米NiCo2O4电极材料进行了电化学性能评价。结果表明,电化学性能最佳的纳米Ni Co2O4生长厚度为2.80μm,纳米片长度在390~785 nm之间,该电极材料在1 m A/cm2的充放电电流密度下比容量达到了1.4 F/cm2,在30 m A/cm2电流密度下比容量依然保持了0.68 F/cm2。该样品在5 m A/cm2的充放电电流密度下循环充放电2 000次之后依然保持了94%的初始比容量,显示出了较高的循环稳定性。