柔性超级电容器电极材料的制备及其性能研究

柔性储能装置是柔性电子器件的必备材料之一,其具备高柔性、高强度以及优异的电化学性能.以纳米纤维素作为柔性基底,提供支撑增强的作用,探究了不同电化学扫描速率、不同电流密度以及循环充放电对柔性电极材料电化学性能的影响.结果表明,随着扫描速率和电流密度的增大,比电容逐渐下降,扫描速率为10 mV/s时,柔性电极材料的比电容为...     

RGO/PANI复合纤维柔性电极的制备及性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,用一步水热法制备还原氧化石墨烯(RGO)纤维,再采用电化学沉积法在纤维上沉积聚苯胺(PANI),制备RGO/PANI复合纤维电极,用于纤维状超级电容器.所得复合纤维电极在0～1 V充放电,电流为1 A/g时的比电容达到209.6 F/g,以10 A/g的电流循环10000次,电容保持率仍有95.6％.     

电化学还原法制备石墨烯膜电极

采用电化学还原法成功将氧化石墨烯还原,得到具有一定柔性的石墨烯膜。利用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、拉曼光谱、X射线光电子光谱法(XPS)等测试手段对石墨烯材料的结构和形貌进行了表征;结果表明,所制备的石墨烯形貌较好、表面平整、无褶皱;通过测试其电化学性能对其还原电位、膜层厚度等制备条件进行了优化;当伏安循环电压范围为-2.0~2.0 V、膜厚度为1μm时,得到的石墨烯膜电化学性能优异,电流密度为0.1 A/g时,比电容可以达到123.8 F/g。     

聚丙烯腈基活化炭纳米球电极材料制备及性能

采用无皂乳液聚合法合成粒径为200~220 nm的聚丙烯腈纳米球,将其依次经过冷冻干燥、氧化稳定化、炭化活化处理,制备出超级电容器用炭纳米球电极材料。采用扫描电子显微镜、低温N2吸附及红外光谱仪对其表面形貌、孔结构及表面基团等进行表征,并对其电化学性能进行了测试。结果显示,在聚合物前驱体与KOH的质量比为1∶4,活化温度为800℃,活化时间为1 h的条件下,所制备的活化炭纳米球电极材料比表面积达2 361 m2/g,总孔容达1.2cm3/g。其电极在3 mol/L的KOH电解液中的比电容达246 F/g,且具有良好的充放电性能,漏电流仅为0.041 mA。     

石墨烯/金属氧化物复合电极材料最佳制备条件选取研究

以金属氧化物和氧化石墨烯为原料,采用水热法,通过正交实验选取不同的金属氧化物在不同的实验条件下制备复合电极材料.通过对复合材料的恒流充放电测试和交流阻抗测试以及对电化学数据进行Origin拟合分析,以电极比电容和Nyquist图中低频直线的斜率为实验评价指标,对实验数据进行对比分析,确定石墨烯/金属氧化物复合材料的最佳...     

层层自组装石墨烯/聚苯胺纳米复合电极

采用循环伏安法电化学沉积聚苯胺和电化学还原氧化石墨烯,得到层层自组装石墨烯/聚苯胺复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电镜对物相结构进行了表征,通过测试不同组装层数下石墨烯/聚苯胺纳米复合电极材料的比电容优化制备工艺,并利用电化学工作站测试其电化学性能.结果表明:制备的聚苯胺/石墨烯复合材料具有优异的赝电容性能,当电流密...     

热还原制备的石墨烯材料的电容性能

用改进的Hummers法,通过热还原快速制备石墨烯电极材料。用XRD、FT-IR、SEM和比表面积测试分析样品的物相组成和微观形貌;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗谱(EIS)技术研究样品的双电层电容性能。样品具有纳米片层结构,以200 mA/g和300 mA/g的电流在0.1~2.7 V充放电,放电比电容分别为124.56 F/g和103.54 F/g;以5~100 mV/s的扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容性能。     

PANI/MXene复合纤维柔性电极的制备及性能

在现有湿法纺纤维的基础上,设计并制备以二维过渡金属碳化物(MXene)为活性原料的纤维电极,再用电化学沉积法制备聚苯胺(PANI)/MXene复合纤维柔性电极.以聚丙烯薄膜为柔性基底、H3 PO4/聚乙烯醇(PVA)为固态电解质,平行排列组装超级电容器.调节沉积时间、控制PANI负载量,能提高复合纤维电极的比电容,以0.6 A/g电流在0～0.8 V充放电,比电容可达274.4 F/g;在3.0 A/g电流下,经过4500次循环后,比电容仍能保持在约81％.     

微波膨化法制备石墨烯及其电容性能研究

以天然石墨(NG)为原料,采用先插层后微波处理的方法制备石墨烯。实验结果表明:随着KMnO_4用量和微波时间的增加,获得的石墨烯表面为褶皱的薄层结构;比表面积呈现先增加后减小的趋势,当KMnO_4与NG的质量比为0.9,微波时间为60 s时,比表面积最大,为313 m~2/g。在6 mol/L的KOH溶液中,石墨烯的比电容随着KMnO_4用量和微波时间的增加,呈现先增加后减小的趋势,当KMnO_4与NG质量比为0.9,微波时间为60 s时,放电比电容最大,为98F/g。这表明比表面积与电容性能具有相关性,较大的比表面积有助于提高石墨烯的比电容。     

硅-碳纳米管柔性复合负极的制备与性能

采用浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法,将纳米硅颗粒(NSi)与碳纳米管(CNT)连续体原位复合,制备纳米硅-CNT复合膜(NSi-CNTf)柔性电极.借助SEM、能量色散谱(EDS)和电化学性能测试,分析电极的形貌特征和电化学性能.相较于传统Si/Cu电极,NSi-CNTf电极省去了浆料研磨、涂覆工艺,且具有良好的柔韧性和抗弯折性,比容量和循环性能均有提升.FCCVD法制备的NSi-CNTf柔性电极材料,纳米硅均匀分布在CNT薄膜的三维导电结构中,结合紧实,以0.2 A/g在0.01～2.00 V循环200次,比容量保持在790 mAh/g;在4.0 A/g下充放电,比容量保持在509 mAh/g.     

非晶态镍-锰-硼/介孔碳电极的制备及性能

采用化学还原法制备非晶态镍-锰-硼(Ni-Mn-B)合金和非晶态Ni-Mn-B/介孔碳纳米线阵列(Ni-Mn-B/MCNA)复合电极材料,对结构和形貌进行XRD、SEM和透射电镜(TEM)分析。非晶态Ni-Mn-B合金颗粒在负载MCNA后变得更加分散。在6 mol/L KOH溶液中,非晶态Ni-Mn-B和Ni-Mn-B/MCNA复合电极材料以5 m V/s的速率在-0.2~0.8 V循环伏安扫描,比电容分别为768 F/g和1 150 F/g。交流阻抗和充放电测试表明:Ni-Mn-B/MCNA复合电极材料的导电性相对于非晶态Ni-Mn-B合金得到增强,比容量有所提高。     

有源柔性表面肌电电极阵列设计

针对表面肌电信号采集过程中皮肤电极接触阻抗较大,易受工频信号干扰,皮肤表面接触区域不平坦等问题,在聚酰亚胺柔性材料上设计并实现了一种新型有源表面肌电电极阵列。该电极阵列由12通道电极组成,与无源电极不同的是,有源阵列在电极和调理电路间加入了一级集成在柔性材料端的阻抗变换电路,以减小接触阻抗和工频噪声对采集信号的影响。性能测试结果表明,所设计的新型有源柔性电极阵列所采集的表面肌电信号具有较低的基线噪声和较高的信噪比,即使在皮肤表面不平坦区域,亦能获取高质量、低噪声的多路表面肌电信号。     

高电压氟化碳纳米球材料的制备及性能

从结构设计上提升氟化碳(CF,)材料的导电性.通过简单水热法设计合成CFx前驱体材料,再经高温氟化,制备高电压CFx纳米球材料.用SEM和热重分析(TG)对CFx纳米球材料的形貌和热稳定性进行分析,并用恒流放电、功率放电和电化学阻抗等对电化学性能进行测试.与商用CFx材料相比,CFx 纳米球材料热稳定性提高了 12.2...     

稻壳基碳材料制备及其电化学性能研究

以生物质稻壳为原料,以不同的金属盐作为活化剂和石墨化催化剂,利用水热和活化相结合的方法,在不同的活化温度下,制备出了多孔石墨化碳材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸脱附、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)等表征方法对所制备的碳材料进行分析.结果表明,在800℃下进行活化,能得到高比表面积(1549.4 cm2/g)和较高石墨化程度的碳材料,在1 A/g的电流密度下,比电容为354.8 F/g,在5 A/g的电流密度下循环10000次后,比电容为起始值的85.5％,表现出良好的倍率性能和循环稳定性.     

Sn2Sb@ C核壳结构负极材料的制备与性能

通过改进的乳液聚合法制备氧化物溶胶,再利用热碳还原技术合成Sn2Sb@C核壳结构负极材料.β-SnSb金属间化合物和Sn单质形成Sn2Sb@C的疏松内核,表面被一层无定形碳包覆.由于疏松的内核结构和外层包覆的无定形碳壳层可缓冲电极充放电过程中的体积变化,核壳复合材料表现出稳定的循环性能.以400 mA/g的电流在0.001 ～2.000 V恒流循环,首次充、放电比容量分别为890 mAh/g和1 375 mAh/g,第30次循环的放电比容量为572 mAh/g.