Ni(OH)2/ACMS复合电极材料的合成及其超电容性能研究

以可溶性淀粉为原料,通过水热法和高温碳化得到活性炭微球(ACMS),然后与Ni(Ac)_2·4H_2O、LiOH溶液反应,得到Ni(OH)_2/ACMS复合电极材料。测试结果表明,最终产物具有球状规则外观,Ni(OH)_2均匀分布在其表面,XRD测试表明Ni(OH)_2晶型结构未发生改变。Ni(OH)_2/ACMS复合电极材料具有良好的电化学性能,首次放电比容量为223.0 F·g~(-1),在0.5A·g~(-1)测试电流密度条件下,充放电循环200次后的比容量保持率为90.0%,说明复合材料具有较优异的循环稳定性。     

多孔结构MnO_2电极材料的电容性能研究

本文采用水热法制备了超级电容器用多孔结构MnO_2电极材料,以碳纳米纤维(CNF)为模板,通过400℃热处理去除材料中的CNF,得到多孔道结构MnO_2。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构和形貌进行表征,通过循环伏安曲线(CV)测试了样品在0.5 mol·L-1的Na2SO4溶液中的电容性能。结果表明,CNF均匀分布在MnO_2材料中,制备的MnO_2主要呈纳米棒状结构;热处理后,部分纳米棒结构转化为颗粒状结构,且添加的CNF量越高,转化生成的颗粒状物质越多,颗粒状物质主要为Mn2O3。制备的材料在0~0.8 V(vs SCE)电位范围内主要表现为赝电容行为,添加10 wt%的CNF热处理后制备的样品比电容值最高,达到202 F·g-1。     

二氧化锰/石墨烯复合电极材料的合成及超电容性能研究

将氧化石墨(GO)还原为石墨烯(GNS),以高锰酸钾(KMnO_4)和硫酸锰(MnSO_4)为锰源,在石墨烯基体上合成二氧化锰/石墨烯(MnO_2/GNS)复合电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对材料的微观形貌和晶体结构进行表征;将电极材料制备成复合电极片并组装成对称型超级电容器,采用恒流充放电对其进行电化学性能测试。结果表明,复合电极材料在5A·g~(-1)的电流条件下,比容量达到291.5 F·g~(-1),在循环200次后电容保持率达到95.6%,具有良好的电化学性能。     

Ni(OH)_2/C复合电极材料的合成及超电容性能研究

采用溶剂热法合成Ni(OH)_2/C复合电极材料,研究C对复合电极材料电化学性能的影响。测试结果表明,产物为片状不规则外观,且Ni(OH)_2未发生晶型结构改变,Ni(OH)_2/C复合电极材料表现出较好的电化学性能,首次放电比容量达到185.0 F·g~(-1)。当测试电流密度为0.5A·g~(-1)时,充放电循环200次后的比容量保持率为92.5%,说明复合材料具有较好的循环稳定性。     

石墨烯/聚吡咯复合电极材料超电容性能研究进展

分析了目前石墨烯和聚吡咯(PPy)用作电极材料的不足,详细介绍了近年来超级电容器用石墨烯/PPy复合电极材料的研究进展,指出石墨烯/PPy复合材料在能量转换和存储领域的未来发展方向.     

超级电容器电极材料MnO_2的合成及性能研究

以MnSO_4和KMnO_4为原料,采用密闭微波消解的方法合成了MnO_2材料,并研究了其超级电容性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及充放电测试等手段对材料的形貌、结构和性能进行了表征。测试结果表明,密闭微波消解法合成的MnO_2材料的比电容为233.1F·g~(-1),在0.5A·g~(-1)的测试电流条件下循环100次后比容量保持率为84.8%,说明材料具有较好的超电容性能。     

水热法合成超级电容器电极材料MnO_2/CNT及性能

采用水热合成和200℃、300℃和400℃热出的方法,成功的制备δ-MnO_2复合多壁碳纳米管和α-MnO_2复合多壁碳纳米管超级电容器电极材料。运用XRD,SEM,TEM对实验制备的复合材料结构和形貌的分析。实验结果表明δ-MnO_2复合多壁碳纳米管和α-MnO_2复合多壁碳纳米管材料电极表现出非常理想的比电容,在扫描速度为10m v-1和电解液为1mol·L~(-1)Na_2SO_4,比电容分别为82F g~(-1)和102.5F g~(-1)。充放电循环1000次,δ-MnO_2复合多壁碳纳米管比容量电极能够保持在86.3%和α-MnO_2复合多壁碳纳米管电极保持在66.1%。δ-MnO_2复合多壁碳纳米管和α-MnO_2复合多壁碳纳米管材料具有优异的电化学性能,是一种很有前景的超级电容器电极材料。     

石墨烯/聚苯胺/MnO_2的制备及其电容性能

采用π-π共轭吸附法结合液相共沉淀法制备了石墨烯/聚苯胺/Mn O2三元复合物,并考察了聚苯胺(PANI)的含量及其复合方式对复合物性能的影响。SEM和XRD结果表明,适量PANI的加入能有效地改善Mn O2的分散性,并减小其粒径,增大其孔隙率;循环伏安和交流阻抗测试结果表明,当PANI的质量分数为4%时三元复合物的比电容值较高,且循环稳定性很好,经3 000次循环后比电容仅减小到原始值的92.7%。     

高导电三明治状MnO_2/CNTs/MnO_2介孔材料的制备及其赝电容性能

MnO_2具有低成本、无毒性、高天然丰度和优异的理论比电容等优点,被认为是一种极具前景的超级电容器(SC)电极材料。赝电容电极材料MnO_2仍然存在导电性差以及充放电过程中易剥落的问题。本文利用恒电流沉积的方法在硝酸预氧化处理的碳纸表面制备了一种MnO_2/CNTs/MnO_2复合电极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氮吸附测试证明,所制备的复合材料具有一种三明治状的夹层结构,同时富含5 nm左右的介孔,介孔结构能够保证电解液离子的高效传输。采用三维立体的碳纸能够为MnO_2提供丰富的附着位点,而电沉积法合成的α-MnO_2生长在有效的导电位点上,具有蓬松多孔的形貌,在MnO_2发生膨胀/收缩过程中,这种海绵状形貌可以有效降低材料受到的膨胀应力。中间层碳纳米管(CNTs)相互搭接于内外两层MnO_2之间,作为一种导电中继,提高了复合材料的导电性。该复合材料具有优异的电化学性能:在0.1 A·g~(-1)的电流密度下,能够获得428.8 F·g~(-1)的可逆比电容,并在5 A·g~(-1)的高电流密度下仍能具有80%的电容保持率。同时,电极表现出优异的循环稳定性,在1 A·g~(-1)循环6000次之后比电容仅衰减5%。     

超级电容器MnO_2基复合电极材料的研究现状

本文综述了超级电容器MnO_2基复合电极材料的研究进展,结果表明纳米结构的碳材料或导电聚合物与MnO_2复合能提升电极材料的比电容,但在循环性能上还有待提高。纳米结构碳材料、导电聚合物与MnO_2合成形成多元复合电极体现出较大的优势。构建微观结构与宏观性能之间的内在关联机制对于进一步提升MnO_2基电极材料的性能意义重大。     

发展中的MnO_2电极材料

从300多年前"伏打电堆"的诞生之日起,电池便成为人类社会不可或缺的重要部分。能源短缺以及环境问题使人们一直在不停地寻找新型电池,也更进一步加速了电池的发展。介绍了二氧化锰作为一次电池电极材料的其原理和用途,以及其最为二次电池和电容器电极材料的发展,并对其的未来发展做出展望。     

Ni_2P电容材料的合成及其电化学性能研究

以泡沫镍为镍源和集流体,与弱碱性的尿素水热反应生成Ni (OH)_2,然后再与次磷酸盐进一步水热处理和高温煅烧,最终得到活性物质Ni_2P紧密沉积在泡沫镍上。所合成Ni2P为堆积颗粒形状,并紧密沉积在泡沫镍集流体表面,其粗糙的表面有效地增大了Ni_2P的电化学活性表面积,能提供更多赝电容活性位点,用作电容器中的电极具有较高电化学性质。     

Fe/Ni复合氧化物的制备及其超电容性能研究

本文在Fe3+浓度1 mmol/L,反应温度60 °C,反应时间为2h的条件下,采用超声法在泡沫镍基体上用Fe3+引导制备Fe/Ni复合氧化物电极材料并研究了其超电容性能。结果表明：所获得的复合电极材料表面为微小均匀球状Fe/Ni复合氧化物。这一结构促进了电极活性物质与电解液之间的充分接触以及离子在电极体相中的吸附与脱附,使复合材料具有优异的超电容性能,比电容值高达196.5 F/g,内阻仅为7.79 Ω。     

氧化石墨烯/聚苯胺材料的制备及其超电容性能研究

通过乳液聚合制备具有类似金属导电性和超电容功能的氧化石墨烯/聚苯胺(GO-PANI)复合材料,聚合在组成为水,乙醇,二甲苯和十二烷基苯磺酸(DBSA)的乳液中进行。采用红外光谱对材料进行了表征,采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电进行了材料电化学性能的测试。结果表明氧化石墨烯/聚苯胺呈现高的超电容性能。在0.5 A/g电流密度下,摩尔比为3∶7材料的比电容高达444 F/g,远远超过了氧化石墨烯的比电容(134 F/g)。在50 mV/s下循环1000次,GO-PANI(3/7)仍呈现出高的比电容,达到412 F/g,仅减少7.2%。相对于纯聚苯胺比电容下降41.7%,复合材料GO-PANI具有优良的稳定性,显著提高复合材料容量保持率和循环寿命。     

碳负载型IrO2水合物复合电极材料的制备及电容性能研究

文章以KB600型活性炭和少量氯铱酸为原料,分别采用共沉积法和还原氧化法制备了碳载氧化铱电极材料,通过循环伏安测试和恒流充放电测试对比分析了材料的电化学性能。其中,还原氧化法制备的碳载IrO2电极材料的比电容量高达389.7 F·g-1,具有较好的应用前景。     

氮化钒/多孔蚕茧碳复合电极材料的制备及超电容特性研究

本论文采用环境友好的蚕茧,结合简单的水热法,制备了性能优异的片层状氮化钒/多孔蚕茧碳复合电极材料。该材料具有良好的超电容特性,在硫酸水系电解液中,在5 mV·s~(-1)扫描速率下,可以达到269 F/g,同时具有较好的倍率特性,在200 mV·s~(-1)扫描速率下,比电容仍可以达到161 F/g。同时,该材料具有良好的循环特性,4000次50 mV/s的循环比电容保持率接近99%。     

PAN/GO包覆改性C/MnO_2合成锂离子电池负极材料及性能研究

本文以碳基二氧化锰(C/MnO_2)为前驱体,用聚丙烯腈(PAN)/氧化石墨烯(GO)包覆改性前驱体合成锂离子电池负极材料。通过XRD、XPS、SEM对材料进行结构形貌表征。结果显示,复合材料为氮、碳基锰氧化物,随包覆物PAN和GO含量减少,复合材料由颗粒嵌入平整膜转变为褶皱纱状覆盖颗粒物;在PAN/GO与C/MnO_2包覆比例为3:3时,碳化改性制备的复合材料电极有最优充放电性能,在200 A g~(-1)电流密度条件下,经过100次循环后放电比容量为447 m Ahg~(-1)。     

赝电容器用MnO_2电极材料的研究进展

基于过渡族金属氧化物的赝电容器因为具有能量密度高、充放电速度快、循环寿命长和绿色无污染等优点成为新型储能设备。使用不同物理和化学技术制备的MnO_2电极材料因为具有更高的理论容量和低成本优势受到研究和应用领域的广泛关注,但是MnO_2导电性能差的缺陷成为阻碍其大规模产业化应用的最大挑战。本文就目前提高MnO_2导电性和电化学性能的研究进展进行了综述,包括纳米导电增强体的引入和导电金属/离子等的掺杂对材料电化学性能的影响,并对未来发展趋势进行了展望。     

泡沫碳/碳纳米管复合电极材料制备及其电化学性能

在泡沫碳制备过程中,引入六水硝酸镍作为催化剂前驱体,在高温下通过过渡金属催化剂镍的催化作用制备泡沫碳/碳纳米管复合电极材料(CF/CNTs),对其结构和电化学性能进行分析表征。结果表明:CF/CNTs多孔孔壁上生成了大量碳纳米管;碳纳米管对泡沫碳孔的修饰作用提高了材料的比表面积;CF/CNTs在1 A/g电流密度下获得89.2 F/g的比电容,相比于单纯泡沫碳提升了60%。