双电层电容器电极材料和结构

双电层电容器的电极是其重要的部分,电极的性能和质量直接影响着电容器的性能。本文介绍双电层电容器电极材料和结构技术进展情况。     

双电层电容器及其应用

双电层电容器是具有电池和电容双重特性的新型电子元件,主要用于存储器备用电源、停机及关机备用电源、瞬间断电备用电源以及汽车能源再生系统。文中介绍了双电层电容器的设计原理以及它和电池及铝电解电容器的比较,并以哈尔滨大容电子有限公司生产的三种系列双电层电容器为例,对该产品及其应用作了介绍,最后给出了使用双电层电容器的注意事项。     

双电层电容器

双电层电容器与其他类型的电容器相比,有许多显著不同之处。本文将结合其结构特点,重点分析它的电性能。     

双电层电容器的研制

分析了双电层电容器工作原理、等效电路。将活性炭、酚醛树脂粉按7∶3(质量比)混合,加入适量添加剂及粘结剂混匀,在20 MPa压力下压制成型,900℃真空下(10 Pa)焙烧2 h制成极化电极,在30%硫酸中真空浸渍制成了双电层电容器。经测试,单电极的比容达25 F / g,单元工作电压1.0 V,内阻1.77 W。循环充放电2 000次,其性能无明显变化。     

石墨烯基自支撑电极应用于超级电容器研究进展

石墨烯凭借高导电性、高比表面积、优异的机械性能,成为超级电容器电极的理想材料。综述了自支撑石墨烯基电极在双电层电容器、赝电容器和混合型超级电容器三种类型电容器中的应用研究进展,并在此基础上,对未来自支撑石墨烯基电极的发展方向做出了分析和展望。     

电化学电容器最新研究进展 I.双电层电容器

主要依据最近5年来的相关文献,综述了双电层电容器的最新研究进展。介绍了碳材料、电解液、表面改性、沉积金属氧化物和嵌入导电聚合物对碳电极电化学电容器的影响。新材料的开发和利用极大地提高了双电层电容器的性能,降低了原料成本,同时也拓宽了人们的研究范围。     

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。     

改性活性炭双电层电容器电极材料研究

用氢氧化钾对普通活性炭活化改性,比表面积和总孔容由806m2/g和0.411cm3/g分别增加到1168m2/g和0.577cm3/g。用该材料制成硬币型双电层电容器,经测定炭材料比电容高达203.5F/g,提高了64%;等效串联内阻仅为1.94?,大电流放电时容量衰减小于10%。其突出优点是体积与面积比电容高达109.6F/cm3和17.4×10–6F/cm2。研究发现孔径分布于1.4～2.78nm的超微孔和小中孔,有利于电解质离子形成双电层而提高炭材料的电容量。     

双电层电容器碳纳米管固体极板的制备

本文研究了基于碳纳米管的法拉级双电层电容器极板的制备,使用碳纳米管和酚醛树脂混合成型作为极板的双电层电容器获得了15~25F/g的容量.通过测试所制电容器的主要电性能参数并与传统的活性炭极板对比,表明具有高的比表面积和良好晶化程度的碳纳米管用以制备双电层电容器极板具有潜在的优势.     

双电层电容器电解质研究进展

双电层电容器(EDLC)的电解质对电容器的工作电压、内阻、功率特性和温度特性等具有十分重要的影响。EDLC电解质可以分为液体电解质和固体电解质。简介了EDLC电解质的特点和要求。分析了各种电解质的性能、研究了现状和发展趋势。今后很长一段时间内,EDLC电解质的发展方向是宽电位窗口、高电导率、宽使用温度范围和固体化。     

石墨烯基超级电容器电极材料研究进展

从表面改性剂、过渡金属氧化物粒子以及导电聚合物三个方面,综述了利用物理及化学方法对石墨烯进行表面改性的研究进展,展望了改性的石墨烯基复合材料在超级电容器电极材料上的良好应用前景,以及今后的研究方向.     

双电层电容器发展现状及前景

分别介绍了目前生产双电层电容器有代表性的日本 Tokin公司、NEC公司、松下公司、EL NA公司和俄罗斯以及我国大庆华隆公司的典型产品的性能特点。论述了高等效串联电阻、中等效串联电阻及大功率双电层电容器的应用前景。双电层电容器作为一种能源供应新器件 ,在优化系统性能方面将起着越来越重要的作用     

Sb掺杂SnO2修饰双电层电容活性炭电极的研究

应用sol-gel浸渍与热处理工艺相结合,在活性炭表面包覆Sb掺杂的SnO2薄膜对电极进行修饰,构成AC-SnO2/KOH/AC-SnO2双电层电容器,测试结果表明,400 mA/g电流密度条件下,修饰后的双电层电容器在0.001～1.5 V相对较高电压区间的放电容量,比AC/KOH/AC双电层电容器在0.001～1.0 V电压区间高36%,但AC-SnO2的单电极比电容仅为AC单电极比电容的91.9%;当电流密度大于400 mA/g,两种电极的大电流性能相当。     

微波辐照石油焦制备双电层电容器用活性炭

以石油焦为原料,KOH为活化剂,采用微波辐照加热法,制备了石油焦基双电层电容器用活性炭。研究了石油焦与KOH活化剂的比例、微波功率以及微波辐照时间对活性炭孔径分布和比电容量的影响。结果表明:在KOH活化剂与石油焦的质量比为3.5∶1,微波功率800W和辐照时间7min时,制备的活性炭比表面积为2031.96m2/g,比电容量达286.79F/g,以该活性炭作电极的双电层电容器有良好的循环稳定性和充放电性能。     

碳纳米管/氧化镍复合电极超大容量离子电容器

碳纳米管作为一种新型碳材料,具有质轻,高的有效比表面积和优良的导电性,是制备双电层电容器较为理想的电极材料。本文实验用硝酸回流处理碳纳米管,对其表面改性,通过sol-gel法在改性后的碳纳米管上沉积Ni(OH)2,经灼烧得到碳纳米管/氧化镍复合材料,制成电极装配成电容器单元。该电容器具有双电层电容和赝电容特性,其比电容量为160 F/g,频率响应特性较活性炭电极电容器有所提高,是一种极具发展潜力的储能器件。     

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%。     

Fabrication techniques and applications of flexible graphene-based electronic devices

In recent years, flexible electronic devices have become a hot topic of scientific research. These flexible devices are the basis of flexible circuits, flexible batteries, flexible displays and electronic skins. Graphene-based materials are very promising for flexible electronic devices, due to their high mobility, high elasticity, a tunable band gap, quantum electronic transport and high mechanical strength. In this article, we review the recent progress of the fabrication process and the applications of graphene-based electronic devices, including thermal acoustic devices, thermal rectifiers, graphene-based nanogenerators, pressure sensors and graphene-based light-emitting diodes. In summary, although there are still a lot of challenges needing to be solved, graphene-based materials are very promising for various flexible device applications in the future.     

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。