中国科大设计出一种高性能超级电容器电极材料

正近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组开发设计了一种三维分级多孔碳材料,作为超级电容器电极时,展示出优异的电化学储能行为。朱彦武团队前期通过氢氧化钾活化微波剥离的氧化石墨烯,制备出优异的超级电容器碳电极材料,但密度相对较低。基于前期工作,该团     

超级电容器解决储能材料研究难题

<正>大连理工大学化工与环境生命学部教授邱介山领导的能源材料化工学术团队在高性能储能设备所用储能材料的研究方面取得了新进展。近日,相关研究成果作为封面发表于《先进能源材料》期刊。近年来,纯电动车和混合电动车等高性能新能源交通运输工具的发展态势强劲,与此同时,新型高效储能设备的设计和开发也成为摆在新能源交通运输工具面前的一道难题。邱介山团队发展了调控炭基材料的表/界面的新技术,为储能器件超级电容器电极材料的设计提供了新的技术途径。     

超级电容器电极材料研究进展

作为一种介于传统电容器和锂离子电池之间的新型环境友好型储能体系,超级电容器具有许多其它储能器件无法比拟的优异特性,可为化石能源枯竭和环境恶化等问题提供绿色解决方案。在介绍超级电容器工作原理、应用前景、发展状况及特点的基础上,概述了超级电容器电极材料,特别是碳基电极材料的研究进展。     

富氧多孔炭的合成及其在电化学储能中的作用

多孔炭在电化学储能器件中具有不可或缺的作用。本文主要介绍了富氧多孔炭材料的物理化学特性、表面含氧官能团的种类及表征方法;总结了富氧多孔炭常见的合成方法并分析了各种方法的优缺点;以超级电容器和锂/钠离子电池为例,阐述了近年来富氧多孔炭材料在储能应用方面的研究进展,探讨了含氧官能团在储能过程中的作用机理;指出了富氧多孔炭应用于电极材料时高比容量与高导电性能相互制约的问题,提出理性设计多孔炭结构中含氧官能团的类型及数量,可以在保持多孔炭电化学稳定性的同时,为多孔炭提供丰富的氧化还原活性位,提高其与电解质的亲和性,从而提升储能器件的能量密度;并展望了含氧官能团原位表征技术的开发与材料先进结构组分的设计等富氧多孔炭储能电极的未来发展方向。     

大连化物所共轭微孔高分子应用于超级电容器研究获进展

<正>近日,由中国科学院大连化学物理研究所1109组研究员邓伟侨和DNL21T3研究员吴忠帅领导的合作团队,在寻找高比容超级电容器电极材料研究方面取得新进展,制备出同时具有高比表面积和高含氮量的导电共轭微孔高分子。超级电容器作为一种新型环保储能器件已被广泛应用于混合动力电动车。由于其通过双电层机理在电极上存储大量电荷,所以寻找具有     

石油焦基活性炭电极的研究进展

超级电容器是一种新型储能装置,具有充电时间短、寿命长、绿色环保等特点。石油焦基活性炭是超级电容器常用的电极材料,它的研究发展制约着电容器性能的进一步提高。简述了活性炭电极在超级电容器中的应用,并重点介绍了石油焦基活性炭电极的研究进展。     

MOFs基材料在超级电容器中的应用

金属有机骨架材料（MOFs）多样的组成与结构、高的比表面积和丰富的孔结构等优势,使其逐渐成为高性能电化学储能与转换电极材料研究的热点之一。本文主要介绍了MOFs在超级电容器中的应用研究,阐述了MOFs自身及其复合材料和衍生物（多孔碳、金属硫化物及氧化物）在超级电容器材料应用领域的研究进展,讨论了MOFs基超级电容器的结构特征及其在电化学储能领域中展现出特殊的性质和新颖的功能,提出了MOFs构筑的超级电容器在新能源储存与转换领域发挥的重要作用,最后对MOFs基超级电容器自身结构稳定性差、导电率偏低及其实际应用受限进行了分析。     

石墨烯基材料在超级电容器中的研究进展

超级电容器作为一种新型的储能器件,具有广泛的应用前景。石墨烯基材料表现出优异的电化学性能,在超级电容器电极材料方面具有潜在的应用价值。文章简单对石墨烯/碳,石墨烯/金属氧化物,石墨烯/导电聚合物等三类石墨烯基超级电容器电极材料进行简单论述。     

表面化学反应控制制备多级结构电极材料及性能

超级电容器和锂离子电池等储能设备的研究和开发日益受到人们的关注。对于超级电容器和锂离子电池等储能设备,其电化学性能主要取决于电极材料,因此高效储能材料的制备成为开发高效储能设备的关键。本文主要介绍了多级结构过渡金属氧化物基电极材料的制备及性能,重点阐述了本实验室近年来在研制高性能超级电容器和锂离子电池方面的相关工作:基于表面化学反应控制制备多级结构金属氧化物、金属氢氧化物/碳嵌入式纳米杂化物以及多种三维结构的多元复合电极材料,表现出优异的电化学性能。     

活性炭用于制作超级电容器电极材料概述

生物质活性炭材料目前尚缺乏科学的处理利用方式。在化工科学界,因其化工产品多孔活性炭具有高比表面积,表面特殊结构、可控孔隙结构与稳定的物理化学性质和优良的导电性而备受关注,且来源广泛、价格低、环境友好,目前已在超级电容器储能材料方面大有作为。简述了生物质活性炭在超级电容储能材料方面的应用,介绍了双电层超容器的基本概念,从活性炭的制备到改良用于储能材料。通过分析总结,明确了活性炭作为新型能源材料的未来发展方向,引发读者对超级电容器未来发展方向的思考。     

金属化合物超级电容器电极材料研究现状

超级电容器是相比于锂离子电池等传统电池更具有优势的电容技术。电极材料是超级电容器中最重要的组成部分，它决定了超级电容器的性能，故在研究时引起了学者们的高度关注。由于电极材料的不同，在储能机理上具有不同的性质与差别。金属化合物作为电极材料中理论比电容优良的材料，具有很高的研究价值。着重围绕金属氧化物、金属硫化物以及金属氢氧化物3个方面分析，对当前金属化合物作为超级电容器电极材料发展方向和相应的研究进展进行归纳，目的是对金属化合物作超级电容器电极材料方面的优劣势进行一定的认识，从而在其发展研究上提供一些参考。     

超级电容器关键材料研究进展

介绍了超级电容器的储能原理,对超级电容器领域研究较热的几类电极材料和聚合物电解质材料的研究现状进行了综述,并展望了超级电容器电极材料未来的发展方向。     

超级电容器的电极材料的研究进展

超级电容器具有高比电容、工作电压范围广、环境友好、高能量密度和高功率密度等特性,作为一种新型的储能器件被广泛应用到各种领域。本文介绍了超级电容器的组成,储能原理以及电极材料的分类,而超级电容器研究热点集中在电极材料上,并对电极材料的发展趋势进行了展望。     

超级电容器用电极材料研究现状

超级电容器是一种新型的储能器件,相较于传统的电容器和锂电池,它具有以下几种显著特征:功率密度高、充放电速率快、稳定性好、寿命长等。因此在近几年时间里受到广泛的关注和研究。超级电容器的电化学性能在很大程度上取决于电极材料的活性。本文就超级电容器的工作机理、发展状况等对超级电容器电极材料的研究现状进行系统概述。     

单金属氧化物电极研究现状

超级电容器,一种新型储能装置,具有功率密度高、循环寿命长、温限宽等优点。电极材料是影响超级电容器性能的重要因素,单金属氧化物电极因其理论比容量高、化学稳定性好、成本低等优点被广泛研究用于超级电容器。为获得电化学性能优良的单金属氧化物电极,目前最好的解决方案是使用不同的方法改善单金属氧化物形貌。本文介绍了单金属氧化物材料作为超级电容器电极材料的合成方法和近年来的研究现状。     

g-C3N4基超级电容器用电极材料的研究进展

超级电容器由于具有功率密度大、储放电速度快、循环寿命长等优点受到储能领域的极大关注，电极材料是其性能优劣的关键所在。而具有较高含氮量、活性位点多且形貌与稳定性良好的g-C₃N₄作为一种优秀的超级电容器电极材料受到研究者的青睐。本文综述了g-C₃N₄基超级电容器的结构特征以及储能机理，重点阐述了g-C₃N₄基复合材料的性能提升策略，最后梳理了g-C₃N₄基超级电容器电极材料的性能提升研究进展，明确了g-C₃N₄基复合材料具有优秀的超级电容器电极材料应用前景。     

MnO2基超级电容器电极材料

超级电容器作为一种新型的储能装置,具有长寿命、高功率等特点,在诸多领域内有广泛的应用前景。在影响超级电容器性能的所有因素中,电极材料的性能起着决定性的作用。二氧化锰(MnO₂)具有原料易得,价格低廉,来源广泛,环境友好等优点。综述了MnO₂超级电容器电极材料的储能机理,纳米MnO₂的微观结构与电化学特性之间的关系,并从纳米MnO₂的制备及其综合改性角度,综述其合成、掺杂改性、复合方法在MnO₂基电极材料的新进展,指出了MnO₂基超级电容器电极材料的主要研究方向。     

经典密度泛函理论在双电层超级电容器研究中的应用

提高储能密度是目前超级电容器研究的重点,它取决于电极材料与电解液界面结构。本文介绍了经典密度泛函理论（CDFT）研究固液界面结构的基本原理以及在多孔电极材料中电解液溶液的热力学和动力学性质研究等进展。CDFT是一种基于统计力学的理论方法,被广泛应用于表界面效应、吸附、溶解等研究,在保证相同计算精度的前提下,具有比分子模拟更高的计算效率。CDFT可以系统地研究多孔材料孔径、孔几何形貌、表面官能团,电解液离子大小、化合价、组成以及溶剂种类、浓度等因素对超级电容器性能的影响,进一步发展考虑反应-传递性质的CDFT,可以为设计新型电极材料和筛选电解液提供理论依据。     

源于柚皮的生物质碳材料在超级电容器中的应用

目前以生物质材料为原料合成结构和性能可控的高性能多孔材料作为超级电容器的工作电极是该领域的重要研究课题之一,而采用农林废弃物、果皮等生物质材料来制备多孔活性炭,是一种成本低、来源广、能有效利用废弃资源的途径。本论文选用柚子皮为碳源,将预处理后的柚子皮在氮气氛围下通过高温碳化制得柚子皮碳材料,通过扫描电镜对材料进行了表征,并以该材料作为超级电容器工作电极,对超级电容器的循环伏安曲线(CV)、恒电流充放电(CP)和电化学阻抗(IMP)等进行了测试,结果表明以柚子皮碳材料作为超级电容器的工作电极具有很好的电化学性能和较高的稳定性。     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。