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%。     

Li4Ti5O12/AC非对称电化学电容器的研究

应用纳米微晶TiO2为原料,通过高温固相反应合成了具有尖晶石结构的锂钛复合氧化物Li4Ti5O12,该材料的首次嵌脱锂效率可达91.9%,10 mA/g电流密度下的可逆嵌锂容量为102 mAh/g。将其制成嵌锂电极后与活性炭电极构成新型的Li4Ti5O12/AC非对称电容体系。测试结果表明:在80 mA/g条件下,其双电极比电容为41.6 F/g,能量密度为采用相同电解液体系的AC/AC双电层电容的4.6倍,充放电效率达95.8%,且大电流性能及循环性能良好。     

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。     

石墨类负极在非对称电化学电容器中的应用

以天然石墨(G)、中间相碳微球(MCMB)、中间相碳纤维(MCF)等石墨类电极与活性炭电极构成非对称体系,电化学测试表明,电容器的充放电性能与石墨类电极的快速嵌脱锂性能直接相关,其中C/MCMB非对称电容体系表现出良好的高倍率充放电性能,电流密度从20mA/g增至200mA/g,其容量保持率在62%以上;在80mA/g时,C/MCMB非对称电容器的能量密度可为C/C双电层电容器的13.8倍。     

电容器

0622723 NiO/AC非对称超级电容器的研究[刊,中]/庄凯//西华大学学报(自然科学版)．—2006,26(1)．—6-7,13 (G)通过热处理球形Ni(OH)_2得到NiO粉末,将其作为正极与活性炭(AC)负极组装成非对称超级电容器,用恒流充放电测试分析了超级电容器的电容特性。讨论了正负极活性物质比例、充放电电流和热处理时间对超级电容器比电容量、内阻的影响。结果表明：正负极活性物质比为1：3,工作电流密度为200mA/g,当Ni (OH)_2的热处理时间为2h,充电电压为1．3V时,超级电容器的双电极比电容量可达7．15F/g。参9 0622724一种新颖的串联超级电容器组的电压均衡方法[刊,     

双电层电容器用酚醛树脂基活性炭的制备

以酚醛树脂为原料,KOH为活化剂制备双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料。考察了工艺因素对活性炭比电容的影响,探讨了酚醛树脂基高比表面积活性炭作双电层电容器电极的电化学特性。结果表明,在固化温度为150℃、炭化温度为700℃,ζ(碱/炭)为4,活化温度为800℃时,制得的高比表面积活性炭双电极比电容可达74.2 F/g。     

掺CeO2纳米MnO2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。     

柠檬酸镁掺杂的葡萄糖基电极材料的制备及电化学性能北大核心

以葡萄糖为前驱体、柠檬酸镁为模板,先预碳化再结合KOH活化制备高性能多孔碳电极材料。通过扫描电子显微镜（SEM）研究掺杂柠檬酸镁前后样品的形貌结构,发现通过柠檬酸镁模板法制备的活性碳孔径分布更为均匀。通过氮气吸脱附测试发现,以柠檬酸镁为模板,活性碳的比表面积由135.6 m2/g提高到326.13 m2/g。电化学测试结果表明,以柠檬酸镁为模板,电极材料的双电层电容特性得到明显提高。在电流密度为0.5 A/g时,AC-Mg的比电容139.88 F/g远大于AC的比电容31 F/g;在10 A/g的电流密度下,AC比电容保持率为72.5%,AC-Mg比电容保持率增加到87%,电极材料的电阻从1.589Ω下降到1.021Ω,具有更好的导电性,在进行了5 000圈循环测试后,AC-Mg比电容保持率仍为96%。     

双电层电容器高比表面积活性炭的研究

以石油焦为原料,KOH和NaOH为活化剂制取双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料。考察了活化剂的种类及其与石油焦配比对活性炭比电容的影响,并对KOH和NaOH的混和物在活化过程中金属K和Na的协同作用进行了初步探讨。研究结果表明控制适宜的活化工艺条件可制得比电容高达52.60 F/g的高比表面积活性炭,用它组装成的双电层电容器具有良好的充放电性能。     

热处理对纳米α-MnO2电容特性的影响

采用化学沉淀法制备出超级电容器用纳米MnO2电极材料,研究了热处理工艺对MnO2电容性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100 nm;热处理温度和时间对MnO2的电容性能有着重要影响。将在300℃热处理3 h的MnO2与活性炭电极组成非对称超级电容器,循环充放电500次,容量仅衰减2.24%;在电流密度为500 mA/g时,比电容量达302.52 F/g。     

活性炭的制备及其在有机超级电容器中的应用

选择廉价的煤沥青为原料,经预处理和炭化,以KOH和CO2为活化剂在800℃进行物理活化和化学活化,制得活性炭。以1mol/LEt4NBF4/PC为电解液,制备超级电容器单元。测试结果表明,活性炭SBET达2352m2/g,总孔容为1.411cm3/g,平均孔径达2.399nm,振实密度达0.32g/cm3。制备的电容器为2.5V/5F,直流内阻为169m?,交流内阻为38m?,漏电流<2mA。4800次循环后,容量衰减<3%,能在–40～+60℃的宽温度范围内正常工作。     

5V型活性炭基超电容器的研制

详细探讨了活性炭基超电容器的电化学特性。直流充放电、循环伏安以及交流阻抗等实验显示了采用二次刻蚀方法制备的活性炭材料具有良好的容量性能和功率特性,活性物质的比容量为173.2 F/g,在大功率充放电条件下以活性物质为电极的电容器的比能量大于5.0 Wh / kg。采用新型工艺开发的 5 V小型电容器电容量达到3 F以上且电容器电阻低于120 mΩ,具有良好的电化学特性。     

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。     

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。     

Gated carbon nanotube emitter with low driving voltage

By approaching the counter electrode to the carbon nanotubes (CNT) emitter, remarkable reduction of the cathode operating voltage has been accomplished in the under-gate CNT cathode structure. The peak emission current density of 2.5 mA/cm/sup 2/, which is sufficient for high brightness CNT field emission display, was obtained at the cathode-to-gate voltage of 57 V when the CNT-to-counter electrode gap was 2.2 /spl mu/m. The gate current was less than 10% of the anode current. The CNT cathode with low driving voltage can help the cost-effective field emission display implemented.     

有机电解液MnO2/AC混合电容器的研究

固相合成法制备了MnO2电极材料,以其为正极,活性炭(AC)电极为负极,组装了有机电解液MnO2/AC混合电容器。测试结果表明,在1 mol/L的有机电解液LiPF6/(DMC+EC)中,混合电容器的工作电压可达2.5 V,在不同的电流密度下,比容量为43.64～53.17 F/g,漏电流为0.08×10–3 A/cm2,经1 000次恒流充放电循环后,比容量衰减幅度约为8%。     

双电层电容器及其复合电源系统的研制

碳基双电层电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用.直流充放电、循环伏安特性以及交流阻抗等实验显示了本实验室制备的活性炭材料组装的电容器具有良好的电化学性能,比容量为173.2F/g,在大功率充放电条件下的活性物质的能量密度大于5.0Wh/kg,同时具有10⁵以上的循环寿命.由双电层电容器与镍氢电池组成的复合电源系统具有优良的脉冲充放电特性,在GSM、CDMA移动通讯系统以及电动车电源等领域具有广泛的用途.