添加Li+的硫酸铵电解液超级电容器的研究

在电解液(NH4)2SO4中加入Li 添加剂,用以提高二氧化锰/活性炭混合超级电容器以及活性炭电容器的容量.测试结果表明,当在2 mol/L 的(NH4)2SO4溶液中添加0.37 mol/L的Li2CO3时,比容量提高幅度最大.添加剂在混合超级电容器中起的作用比在单纯活性炭超级电容器中大.对于混合超级电容器,加入Li 添加剂后比容量提高了77 %,且2 000次循环后比容量为30 F/g,仅衰减了2.9 %.     

双添加剂低浓度水系硫酸盐电解液用于2V碳-碳超级电容器

为了解决水系电解液在超级电容器中电压窗口低、能量密度小的问题,研究了含有0.5 mol/L硫酸钾(K₂SO₄)以及聚乙二醇(PEG)和碱金属碘化物(AMI)双添加剂的低浓度中性水系电解液在碳-碳超级电容器中的应用。首先在0.5 mol/L K₂SO₄中添加PEG,由于H₂O-PEG之间的相互作用,3%质量分数的PEG添加剂使得0.5 mol/L K₂SO₄电解液的电化学稳定窗口达到4.70 V。该0.5 mol/L K₂SO₄+3%PEG电解液应用于以商业活性炭YP-50F作为电极材料的碳-碳超级电容器中,可在2V条件下稳定循环10 000次。进一步添加AMI(LiI、NaI或KI)氧化还原添加剂来增大比电容和能量密度,使法拉第反应的比电容进一步提高到400 F·g^-1以上,是原始0.5 mol/L K₂SO₄+3%PEG电解...     

有机电解液MnO2/AC混合电容器的研究

固相合成法制备了MnO2电极材料,以其为正极,活性炭(AC)电极为负极,组装了有机电解液MnO2/AC混合电容器。测试结果表明,在1 mol/L的有机电解液LiPF6/(DMC+EC)中,混合电容器的工作电压可达2.5 V,在不同的电流密度下,比容量为43.64～53.17 F/g,漏电流为0.08×10–3 A/cm2,经1 000次恒流充放电循环后,比容量衰减幅度约为8%。     

聚苯胺纳米材料电容性能研究

以(NH4)2S2O8为氧化剂,在1 mol/L盐酸环境下化学氧化合成超级电容器用电极材料纳米聚苯胺(PANI)。在1 mol/L H2SO4溶液中考察了材料的电容性能。结果表明:在循环伏安图上出现三对氧化还原峰,分别对应聚苯胺在三种不同氧化状态间的转化以及PANI的降解。放电电流密度为(1.0,4.5,10)×10–3A/cm2时,比容量分别为654,591,525 F/g。经恒定电流10 mA充放电循环1 000次,衰减仅为初始容量的10.7%。     

不同电解质对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/AC超级电容器性能的影响

在以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极,活性炭(AC)为负极的混合型锂离子超级电容器体系中,研究以LiBF4和Et4NBF4的不同配比混合为溶质的乙腈(Acetonitrile,AN)电解液对超级电容器性能的影响。结果表明,随着电解液中Et4NBF4与LiBF4的比值的增大,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/AC体系超级电容器的线性放电区间逐渐变窄,循环性能逐渐变差。其中采用1 mol/L的LiBF4/AN为电解液的超级电容器的综合性能较好,其线性放电区间为0~2.7 V,倍率性能也较好,最大比功率达到23 600 W/kg,经3 000次循环后容量保持率为93.2%。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/AC混合超级电容器正负极容量配比研究

采用1 mol/L的LiBF4/AN(CH3CN)为电解液,对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/AC体系混合超级电容器进行了电化学性能对比研究.通过优化正负极的容量配比,分别评价了对应的超级电容器的充放电性能、倍率性能和循环寿命.结果表明,在正负极容量配比为4:1时,该体系超级电容器的比能量为11 Wh/kg、比...     

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%。     

新型LiFePO_4/AC混合超级电容器的制备和性能研究

以橄榄石型磷酸亚铁锂(LiFePO4)为正极,活性炭(AC)为负极,制备了LiFePO4/AC混合超级电容器。通过充放电、倍率和漏电流测试,系统研究了所制混合超级电容器的电化学性能。结果表明,在正负极活性物质质量比为0.8∶1.0的条件下,混合超级电容器综合性能最佳:比容量为25.38 mAh.g–1,比能量为3.21 Wh.kg–1,分别是活性炭超级电容器的2.83倍和2.17倍,且在大倍率充放电下循环稳定性好、漏电流小,在1600 s后漏电流为0.25 mA。     

活性炭-聚吡咯混合电容器的电化学性能

低温下(0℃)化学氧化合成了盐酸掺杂聚吡咯。分别以聚吡咯和活性炭为电极材料组装成电化学电容器。采用扫描电镜、恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试仪研究了混合电容器的电化学性能。结果表明:低温下合成的聚吡咯呈颗粒状堆积,粒径为100～300nm;电流密度为6×10–3A/cm2时,混合电容器在1mol/LNa2SO4电解液中比电容高达178.6F/g,100次循环后比电容为初始容量的88.4%,漏电流仅为0.16×10–3A/cm2。     

聚苯胺混杂型电化学电容器研究

采用聚苯胺在改性活性炭表面原位聚合方法,制备了聚苯胺活性炭复合物。研究了活性炭与苯胺在不同配比下制得的复合物的比容量,结果表明:当活性炭占复合材料的质量比为14.9%时,复合物的比容量为191.8F/g,比相同条件下制得聚苯胺的比容量提高了56%。以该复合物为电化学电容器的正极材料,以改性活性炭为其负极材料,电解液为6mol/L的氢氧化钠水溶液,组装了原型电化学电容器。该电容器的比能量可达8.7Wh/kg,比功率可达878W/kg。     

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。     

活性炭的制备及其在有机超级电容器中的应用

选择廉价的煤沥青为原料,经预处理和炭化,以KOH和CO2为活化剂在800℃进行物理活化和化学活化,制得活性炭。以1mol/LEt4NBF4/PC为电解液,制备超级电容器单元。测试结果表明,活性炭SBET达2352m2/g,总孔容为1.411cm3/g,平均孔径达2.399nm,振实密度达0.32g/cm3。制备的电容器为2.5V/5F,直流内阻为169m?,交流内阻为38m?,漏电流<2mA。4800次循环后,容量衰减<3%,能在–40～+60℃的宽温度范围内正常工作。     

Ni-MOF衍生的NiMoO4材料的超电容性能

开发可控的NiMoO4纳米结构合成方法是获得高性能赝电容器电极材料的关键.以Ni-MOF为前驱体,采用模板转化法合成NiMoO4纳米球,以改善其结构并提升电化学性能.采用XRD、FTIR和SEM对所制备的NiMoO4样品的结构和形貌进行表征,并通过氮气吸脱附表征了其孔径和比表面积.MOF衍生的NiMoO4纳米球由超薄的...     

活性炭前处理对双电层电容器性能的影响

制备了沥青焦基活性炭双电层电容器用电极材料,将其分别经水洗、酸洗以及超音速气流粉碎处理。在1 mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯电解液体系中进行电化学测试,对比评价了各活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭电极比电容提高7%达到163 F/g,高功率放电性能明显改善,当电流密度由70 mA/g增加到1 A/g时,其电极比电容保持率为88%;活性炭进行超细粉碎后不利于电化学性能的提高。     

Li4Ti5O12/AC非对称电化学电容器的研究

应用纳米微晶TiO2为原料,通过高温固相反应合成了具有尖晶石结构的锂钛复合氧化物Li4Ti5O12,该材料的首次嵌脱锂效率可达91.9%,10 mA/g电流密度下的可逆嵌锂容量为102 mAh/g。将其制成嵌锂电极后与活性炭电极构成新型的Li4Ti5O12/AC非对称电容体系。测试结果表明:在80 mA/g条件下,其双电极比电容为41.6 F/g,能量密度为采用相同电解液体系的AC/AC双电层电容的4.6倍,充放电效率达95.8%,且大电流性能及循环性能良好。     

Preparation of MnCo2O4@Ni(OH)2 Core–Shell Flowers for Asymmetric Supercapacitor Materials with Ultrahigh Specific Capacitance

Supercapacitors have attracted much interest in the past decades owing to their important applications, but most of them are focused on solitary or simple metal oxides. Here, a novel supercapacitor electrode composed of multicomponent MnCo₂O₄@Ni(OH)₂ belt‐based core–shell nanoflowers is reported by a facile and cost‐effective method. This hybrid electrode exhibits a significantly enhanced specific capacitance. An asymmetric supercapacitor based on this unique hybrid nanoflowers as anode and an activated carbon film as cathode demonstrates high energy density, high power density, and long cycling lifespan.     

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%。     

有机双电层电容器用活性炭电极的修饰

利用石墨、炭黑、碳纳米管三种导电碳材料,对高比表面积活性炭进行掺杂修饰,制备有机电解液双电层电容器用薄膜电极。经电化学测试发现,在 1 mol/L 的 LiPF6/EC-DEC(体积比 1∶1)溶液中,经不同导电材料修饰后的活性炭电极,其单电极比容量和大电流充放电性能均有较大改善。其中,掺杂 10%(质量分数)碳纳米管的活性炭电极,在 330 mA/g 电流密度下的单电极比容量可达 81 F/g,比未掺杂活性炭电极 60 F/g 的比容量提高了 35%;电流密度从 60 mA/g 增至 330 mA/g,该电极的容量保持率为 79.4%。