聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

PANI/MWCNT复合材料电容性能研究

采用化学氧化法制备了聚苯胺(PANI)及聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料(PANI/MWCNT),扫描电镜(SEM)、IR表征样品并利用循环伏安法、交流阻抗及恒流充放电测试研究其电容性能。结果表明,PANI/MWCNT电极在1 mol/L的H2SO4溶液中电容性能良好,在5 mA/cm2的电流密度下比电容为523 F/g。PANI/MWCNT电极较纯PANI电极有更好的大电流放电能力,50 mA/cm2下复合电极的比电容仍达490 F/g,容量仅衰减了6.31%,而PANI电极的容量则衰减了29.74%。交流阻抗证明,与纯PANI电极相比,PANI/MWCNT复合电极的电阻较低,且具有更为优越的功率性能。     

基于3D多孔层状石墨烯/NiOOH/Ni(OH)_2混合电容器的研究

采用液相沉积法制备出一种新型的NiOOH/Ni(OH)_2-石墨烯复合材料(Ni/GNS)。扫描电镜表明,该材料具有三维多孔层状结构。以复合材料Ni/GNS为正极,活性炭(AC)为负极,6 mol/L KOH为电解液组装成混合电容器,该电容器的电压达到1.6 V。两电极测试表明,电流密度为0.2 A/g时,混合电容器的单电极比电容达到404 F/g,比能量为35.8Wh/kg,比功率为662 W/kg,100次循环后容量保持率为70.7%。说明该混合电容器具有较高的比能量和比功率以及良好的循环寿命,这主要是由于Ni/GNS和AC两电极的协同作用。     

碳纳米管/活性炭复合电极的电容特性

为改进活性炭电极组成的电双层电容器 (EDLC)的性能 ,采用碳纳米管 (CNT) /活性炭 (AC)复合材料制备可极化电极。考察了CNT对电容器性能的影响 ,用DC 5电池试验仪测试了其充放电性能、循环容量稳定性及自放电现象。结果表明 ,碳纳米管能有效地降低可极化电极的内阻 ,增强充放电循环稳定性 ,并降低EDLC的自放电速率。当复合电极中CNT含量为 5 % (质量百分数 )时 ,充电截止电压为 3V的条件下 ,CNT/AC复合电极的放电容量达 43F/g ,而AC电极仅 3 3F/g ,复合电极组成的EDLC的自放电速率下降约 5 0 %。     

活性炭-聚苯胺混合电容器的电化学性能

低温下化学氧化合成了十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺(PANI),分别以聚苯胺和活性炭为电极材料组装成电化学电容器,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗技术研究混合电容器的电化学性能。结果表明,电流密度为6mA/cm2时混合电容器在1mol/LKCl溶液中比电容高达159.6F/g,100次循环后比电容为初始容量的92.9%,循环性能好,漏电流仅为0.14mA/cm2。     

分散剂对MnO_2/AC电化学电容性能的影响

添加不同系列的聚乙二醇(PEG)分散剂,采用化学混合法制备了MnO2/AC(活性炭)复合材料.应用X射线衍射、恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法研究了各分散剂对产物结构与电化学性能的影响.实验结果表明,分散剂聚乙二醇(PEG)的聚合度对MnO2/AC复合材料的比电容和循环寿命有显著的影响,其中PEG400作为分散剂制备的复合材料具有最好的电化学电容行为.以PEG400制得的复合材料为正极,活性炭为负极组成超级电容器,在电流密度为100 mA/g条件下,MnO2/AC复合材料的比电容达366 F/g,且经500次充放电循环后容量仍保持在94%以上,显示出该复合材料具有良好的超电容特性.     

PAN基凝胶聚合物电解质MnO2电容器

采用沉淀法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混合液作增塑剂,高氯酸锂支持电解质,采用内聚合法制备聚丙烯腈(PAN)基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明,随着丙烯腈含量的降低,凝胶聚合物电解质的电导率增大,电容器的比容量也随之增大,当丙烯腈的含量为10%时,室温电导率可达8.92 mS/cm,比容量为37.18 F/g.     

电解液对棉秆基活性炭超级电容器性能的影响

以棉秆基活性炭为超级电容器电极材料,1 mol/L的Et4NBF4/AN和1 mol/LLiPF6/（EC＋DMC＋DEC）为电解液,组装成模拟纽扣式超级电容器,采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗对其电化学性能进行测试,研究不同电解液对棉秆基活性炭电极电容器性能的影响.结果表明,棉秆基活性炭电极材料在Et4 NBF4/AN有机电解液中电化学性能优于其在LiPF6/（EC＋DMC＋DEC）电解液中,在2 A/g的电流密度下,放电比容量高达98 F/g,循环1000次后,容量没衰减.     

聚丙烯酸钠在超级电容器中的应用

利用金相显微镜、扫描电镜、接触角测试、恒流充放电和交流阻抗法研究了聚丙烯酸钠(PAANa)作为分散剂对活性炭电极超级电容器性能的影响,结果表明:0.3%PAANa的分散性最好,能有效地阻止活性炭颗粒的团聚,使电极表面润湿性增加,正负极比电容分别从249.63 F/g和310.55 F/g提高到384.11 F/g和394.41 F/g.     

锂离子电池材料在超级电容器中的应用

采用LiCoO2+AC(活性炭)作为超级电容器的正极材料、AC为负极材料,采用锂离子电池电解液LB-315组装成超级电容器,研究了以上锂离子电池材料对超级电容器电化学性能的影响.研究结果表明,LiCoO2+AC电极中LiCoO2与AC最佳质量比为4:1,其在电流密度为3 mA/cm2进行充放电性能实验时,首次放电比容量为235.0 F/g,经过1 000次循环后,衰减到204.1 F/g,具有较好的循环性能.AC/LiCoO2+AC超级电容器较AC/AC超级电容器的自放电性能有所改善.     

超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156 F/g     

活性炭掺杂MnO2电极的电化学性能

采用化学沉淀法制备MnO2并对普通活性炭进行掺杂.通过循环伏安、交流阻抗、漏电流和恒流充放电测试MnO2/C样品电极的电化学性能.测试结果表明:掺杂量为20％（质量分数）时样品的电容特性最好,其放电比容量为255.5 F/g,比掺杂前提高了49.3％;掺杂后样品的等效串联电阻(RESR）和漏电流分别下降了29.8％和6...     

MnO2氧化法制备高电容保持率PANI-Co3O4

以二氧化锰(MnO2)为氧化剂,通过化学原位聚合法将溶剂热法制备的四氧化三钴(Co3O4)与聚苯胺(PAM)复合,得到PANI-Co3O4复合材料.对产物进行SEM、XRD、循环伏安和恒流充放电测试.Co3O4为立方晶型,被大量纤维状的PANI包襄着.制备的PANI-Co3O4复合材料的比电容较高,循环性能良好.在电流...     

嵌段共聚物对树脂基多孔炭电化学性能的影响

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,盐酸作催化剂,通过添加嵌段共聚物F127作致孔剂,利用溶液协同自组装和炭化处理制备多孔炭材料。采用扫描电镜、透射电镜和N2吸附分析不同F127加入量制得的多孔炭材料的形貌和孔隙结构,并利用直流充放电、交流阻抗技术和循环伏安法测定以上述多孔炭材料为电极的双电层电容器(EDLC)的电化学性能。结果表明:酸催化下的酚醛树脂基体网络结构在炭化过程中较好地保留了F127形成的微相结构,不同F127加入量制得的多孔炭材料比表面积在640～700 m2/g。F127/R为1.3时制得的多孔炭材料比表面积为701.2 m2/g,孔容为0.54cm3/g,其中中孔孔容0.362 cm3/g,中孔率达67.04%;在30%KOH电解质溶液中低电流密度(1 mA/cm2)充放电时的比电容为165 F/g,电流密度增大20倍,容量保持率为95%,经过5 000次循环,容量保持率达94%以上,具有良好的大电流充放电性能和循环性能。     

低温固相法制备二氧化锰/活性炭复合材料

采用低温固相法制备了超级电容器用二氧化锰(MnO2)/活性炭(AC)复合材料,用XRD、SEM、循环伏安(CV)和恒流充放电测试研究了掺杂量对产物性能的影响。产物的粒径为1～10μm。AC的最佳掺杂量为7%,在0～0.8 V充放电,该样品的100 mA/g首次放电比电容为375 F/g,第100次和1 000次300 mA/g循环的放电比电容分别为99 F/g和74 F/g。     

活性炭纤维毡直接用作超级电容器电极

研究了商品粘胶基活性炭纤维毡直接用作超级电容器的电极,在6 mol/L KOH电解液中的电化学电容性能.活性炭纤维毡的BET比表面积为2 066 m2/g,含氮量为1.48%.高比表面积产生的双电层电容和表面氮原子准电容的作用,使活性炭纤维毡在电流为50 mA/g时的比电容达到194 F/g.由于纤维开放的孔结构和毡电...     

高比表面积电极有机双电层电容器性能

采用高比表面积椰壳基活性炭作电极材料,分别以1 mol/L(Et)4NBF4/PC、1 mol/L LiPF6/(PC DMC EMC)、1mol/L LiPF6/(EC DMC EMC)和1 mol/L LiClO4/PC作为电解液,组装成有机体系双电层电容器.采用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法进行测试,考察采用同种电极材料情况下,各种有机电容器的电化学性能,在不同充电电压下均以1 mol/L LiClO4/PC为电解液时得到最高比电容值(2.5 V时高达 123.5 F/g),1 mol/L(Et)4NBF4/PC的比电容值也比较理想(2.5 V时为104 F/g),且其内阻最小,功率特性最佳.综合分析得知,以1 mol/L LiClO4/PC为电解液的双电层电容器综合性能最佳,且此电解液价格较1 mol/L(Et)4NBF4/PC低廉.     

化学-物理混合活化法改性活性炭电化学性能

以FeCl3为化学添加剂、CO2为活化剂,采用化学-物理混合活化法对溧阳活性炭(LAC)进行改性。研究了改性后活性炭作为超级电容器电极的电化学性能。实验表明FeCl3-CO2体系可以明显改进活性炭的孔结构和孔径分布,经改性后活性炭平均孔径稍有下降,但BET比表面积和总孔容都较原料炭增加了1倍,孔径分布更趋均匀;经循环伏安测试,比电容量由原来的190F/g提高至355F/g;交流阻抗测试结果表明改性后等效电容量从21F/g提高至48F/g,低频段“电荷饱和”频率从120mHz提高至670mHz,但是也导致了电极界面接触电阻的增大。