聚苯胺-MnFe类普鲁士蓝复合材料的超电容性能

MnFe类普鲁士蓝(MnHCF)作为超级电容器电极材料具有高比电容和优良的循环稳定性,但导电性不佳限制了其应用,通过将其与聚苯胺等高电导率材料复合可以极大改善这一问题。传统的两步制备方法工艺繁琐,干扰因素较多。本研究利用MnO_2纳米棒作原材料在室温下一步合成了聚苯胺-MnFe类普鲁士蓝复合材料(PANI-MnHCF)。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征,使用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品电化学性能进行测试。结果表明:成功合成了堆砌为规则块状结构的PANI-MnHCF。在0.5 mol/L中性Na_2SO_4电解液中,1 A/g电流密度下,比电容达276.4 F/g;电流密度增大至5 A/g后,比电容仍能保持225.2 F/g;2000次充放电循环测试后,容量保持率为70.2%。     

Co3O4@NC的制备及其电化学性能

过渡金属氧化物是一种超级电容器电极材料。采用共沉淀法制备了立方体Co类普鲁士蓝(Co-PBA)纳米材料,先将Co-PBA在氮气中进行退火,PBA衍生为掺氮的碳纳米盒,得到产物Co@NC,再在空气中250℃下退火,得到Co₃O₄@NC纳米复合材料。Co-PBA材料的微观结构为盒状并均匀分布,平均尺寸约为500 nm。在三电极体系下测试其电化学性能,循环伏安(CV)测试结果显示在不同电流密度下曲线具有相似的形状,拥有良好的对称性,说明该材料制备的电极在充放电时的可逆性较好。Co₃O₄@NC复合材料在电流密度1 A/g时的比电容为1 000.02 F/g,在电流密度5 A/g下充放电2 500次后电容保持率为97.29%,保持了良好的循环稳定性。实验结果表明,Co₃O₄@NC复合材料是一种很有前途的超级电容器电极材料。     

仿生合成CoO/Co/C复合电极材料及其超级电容性能研究

以松木作为生物模板和碳源,以Co(NO_3)_2·6H_2O作为钴源,煅烧制备多孔CoO/Co/C复合电极材料。通过X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N_2等温吸附-脱附(BET)对复合材料的结构和形貌进行表征。结果表明,复合电极材料遗传了木材模板的生物形貌特点和多级孔道结构,BET表面积为369.2 m~2/g。CoO/Co/C电极具有较好的电化学性能,在1 A/g电流密度下比电容达760 F/g,在电流密度5 A/g下循环充放电500次后,电容保持率为73.7%。     

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。     

以杏胡壳为前驱体制备超级电容器炭材料

以杏胡壳为原料,依次采用高温炭化和表面氧化改性的方法制备活性炭电极材料;采用扫描电子显微镜(SEM)表征材料的形貌;室温下,在三电极电化学体系,以2 mol/L的KOH溶液作为电解液,通过循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗和循环稳定测试分析炭电极材料的电化学性能。研究结果表明:经硝酸氧化改性后的杏胡壳活性炭的综合电化学性能得到了显著提高,在0.5 A/g电流密度下,杏胡壳活性炭质量比电容达到196 F/g。在2 A/g的电流密度下充放电循环2500次后,电容保持率达到99%,展现出优异的电化学性能。     

Ni-Al层状双金属氢氧化物制备及其超级电容特性

采用滴加法制备了Ni-Al层状双金属氢氧化物。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪和X射线衍射仪等方法对样品进行形貌和结构表征。结果表明:样品是由大小在几百纳米到几微米的多晶颗粒组成。颗粒具有层状结构且表面粗糙多孔。通过循环伏安法和恒流充放电法对样品的电化学性能进行测试。结果表明:扫描电压速度为5 mV/s时,Ni-Al层状双金属氢氧化物电极的比电容达到1 872 F·g~(-1)。随着扫描电压速度的增加,电极的比电容逐渐降低。当扫描电压速度为100 mV/s时,电极的比电容降到了248 F·g~(-1)。随着充放电电流密度的升高,电极的比电容逐渐降低。当电流密度从0.5 A·g~(-1)升高到3 A·g~(-1)时,电极比电容的保持率约为78.7%。     

Zn-Co@ZIF衍生的双金属氧化物超级电容器性能研究北大核心CSCD

采用溶剂热法制备了Zn-Co@ZIF前驱体,经过500℃氩气退火得到核壳结构的中间体,再经空气退火得到Zn-Co@ZIF衍生的双金属氧化物。研究了空气气氛下不同退火温度对材料结构、形貌的影响,并通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)的方法对电极的电化学性能进行测试。当在空气气氛下退火温度为600℃时,该电极材料晶型较好,电化学性能也较优异。随着退火温度的升高,材料的团聚增加。样品Zn-Co-600在电流密度为0.5 A/g时,电容量最高达169.5 F/g。在电流密度为1 A/g下循环1000次后的比容量保持率为86.9%,说明在低电流密度下电容的保持性较好。     

Zn-Co@ZIF衍生的双金属氧化物超级电容器性能研究

采用溶剂热法制备了Zn-Co@ZIF前驱体,经过500℃氩气退火得到核壳结构的中间体,再经空气退火得到Zn-Co@ZIF衍生的双金属氧化物。研究了空气气氛下不同退火温度对材料结构、形貌的影响,并通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)的方法对电极的电化学性能进行测试。当在空气气氛下退火温度为600℃时,该电极材料晶型较好,电化学性能也较优异。随着退火温度的升高,材料的团聚增加。样品Zn-Co-600在电流密度为0.5 A/g时,电容量最高达169.5 F/g。在电流密度为1 A/g下循环1000次后的比容量保持率为86.9%,说明在低电流密度下电容的保持性较好。     

固相反应法制备NiO-Co_3O_4复合物及其超级电容器性能

采用固相反应法合成了摩尔比为4∶1的NiO-Co3O4复合物,用XRD和SEM表征了样品的相结构和形貌,采用循环伏安(CV)法和恒流充放电测试两种方法研究了纯NiO、纯Co3O4和NiO-Co3O4复合物电极的电化学性能。结果表明:所得复合物样品为立方相结构,Co3O4的掺入增加了NiO样品的孔穴率。在6mol.L–1的KOH电解液中,复合物的比电容达到了476F.g–1,远高于纯NiO(约93F.g–1)和纯Co3O4的比电容(约148F.g–1)。在充放电1000次后,NiO-Co3O4的比容量仅衰减了3.4%,显示出该复合物的电化学性能明显优于纯NiO和纯Co3O4。     

高性能碳纳米管复合Fe3O4锂离子电池负极材料研究

通过添加碳纳米管共沉淀的方法制备了Fe3O4-CNTs复合材料。研究发现,CNTs不仅可以降低复合材料作为锂离子电池负极的阻抗,而且对活性物质Fe3O4起到很好的支撑作用,极大地提高了Fe3O4在充放电过程中的电化学稳定性。在0.5 A/g的电流密度下Fe3O4-CNTs循环200圈后的放电比容量保持在1406 mAh/g。在10 A/g的大电流密度下循环,第100圈时Fe3O4-CNTs的放电比容量稳定在230 mAh/g左右。循环至第9999圈时,Fe3O4-CNTs的比容量下降至179 mAh/g,只损失了50 mAh/g,充放电效率高达99.98%。Fe3O4-CNTs复合材料在大电流密度超长循环的背景下表现出优异的性能,对负极材料的开发有重要的意义。