变电站电容器电极添加石墨烯后的性能变化

将多层石墨烯作为变电站超级电容器极片的导电剂,并将制备所得电极与导电剂为10%炭黑所得电极的性能进行对比。研究发现,所得超级电容器的等效串联电阻随多层石墨烯含量的增加而减小,当多层石墨烯的含量大于6%时,超级电容器的等效串联电阻的下降速度较慢,电极的比电容先增大后减小,当多层石墨烯的含量为6%时,电极比电容达到最大。与10%炭黑电极相比,含量为6%的多层石墨烯电极的比电容较大且等效串联电阻较小,当以1.2 A/g的电流密度在0~2.8 V循环1 000次时,电容衰减率小于1.8%。     

超级电容器用m-Gr/CNT复合材料的制备

以改进Hummers法制备的氧化石墨烯和碳纳米管(CNT)为原料,通过高温还原和低温造孔,一步制备多孔石墨烯(m-Gr)/CNT复合材料.研究m-Gr/CNT复合材料作为导电剂,对活性炭基双电层超级电容器的影响.m-Gr/CNT导电剂可增加电解液与材料的接触,为离子的穿梭提供有利途径.加入m-Gr/CNT复合导电剂的软包装超级电容器,以5 A/g的电流在0.01～3.20 V循环15000次,电容保持率为91％,放电比电容由初始值141.3 F/g降到128.6 F/g.     

降低双电层电容器等效内阻的实验研究

为降低双层电容器等效内阻,扩大其输出电流,分析了双电层电容器内阻的形成机理,得出其等效串联内阻的主要影响因素为高电导率电解液的选取、极化电极的制备、极化电极和集电极的接触电阻以及封装工艺等。据此,用高比表面积的工业活性炭制备出比电容高达143.73F/g,等效串联内阻仅为113mΩ的电极材料。对电解液浓度、极化电极、集电极以及隔膜等因素影响的实验分析表明:降低双电层电容器等效串联电阻的有效措施为减少集电极和极化电极、引线和电极之间的接触电阻,采用低电阻率的高性能电极材料和电解液。     

化学刻蚀铝箔集流体在超级电容器中的应用

比较了不同化学刻蚀时间后铝箔集流体的表观形貌和比表面积,用交流阻抗、恒流充放电和循环伏安等测试分析了铝箔制备的电极的性能。随着铝箔刻蚀时间的延长与腐蚀程度的增加,电极的比电容增大、等效串联电阻减小;当刻蚀时间为80 s时,电极的比电容(165.2 F/g)最大、等效串联电阻(1.4Ω)最小;刻蚀铝箔集流体制备的电极以0.3 A/g的电流在0~2.7 V循环2 000次,电容衰减率不超过1.1%。     

硫酸体系超级电容器碳负极材料的研究

以钛板为集流体,研究了在非对称超级电容器碳负极材料中添加不同石墨导电材料对其性能的影响;结果表明:添加的石墨导电材料降低了等效串联电阻,通过抑制析氢添加剂有效抑制了碳负极H2的析出,使碳电极活性物质的比容量达到130 F/g。     

炭气凝胶/石墨烯薄膜在超级电容器中的应用

以炭气凝胶(CA)和氧化石墨烯(rGo)为原料，制备得到炭气凝胶/石墨烯薄膜。炭气凝胶的引入，避免了石墨烯片层紧密堆积或团聚，使得材料呈现松散堆叠。将CA/GO-4炭气凝胶/石墨烯薄膜用作柔性超级电容器电极，获得了高循环寿命的柔性超级电容器，在充放电循环10 000次后容量保持率高达90.21%，呈现出了较高的比电容。制备得到的薄膜不仅可满足柔性超级电容器电极材料的要求，石墨烯还兼具集流体的作用，大幅降低了超级电容器的内阻，极大提升了其电化学性能。     

电化学电容器电极材料最新研究进展

1引言电化学电容器,又称为电化学超级电容器、双电层电容器(DLC)或简称超级电容器[1],其电荷存储是基于多孔电极/电解液界面的双电层,或赝电容器氧化物或导电聚合物电极所产生的吸附电容,而化学电源电荷存储是基于可逆的法拉第反应。电化学电容器有比常规电容器功率密度大和比二次电池功率密度高的优点(见图1),而且可快速充放     

降低双电层电容器等效串联内阻的研究进展

综述了国内外高功率内阻超级电容器的最新研究进展。超级电容器是介于传统静电电容器和电池之间的一种新型能源器件,兼有前者功率密度大和后者能量密度高的优点。通过介绍国内外研究的双电层电容器的不同等效电路图,分析其等效串联内阻的形成原理,得出该内阻的主要影响因素为电解液的选取、极化电极的制备、极化电极和集电极的接触电阻以及封装工艺并总结了国内外研究的有效降低该内阻的措施与方法。     

表面活性剂对双电层电容器性能的影响

用高比表面积活性炭作为双电层电容器的电极材料存在等效串联内阻大,可利用比表面积低的问题.通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对活性炭材料表面进行改性,可以使双电层电容器的比容量和大功率放电性能得到很大的提高.结果表明,当添加表面活性剂的质量为活性炭的4%时,可使活性炭电极对有机电解液的润湿性最好,使得双电层电容器在不同电流密度下的比容量分别提高了5.27%(1 mA/cm2)和20.62%(5 mA/cm2),且具有较好的电容性能和循环性能.     

电射流沉积纳米复合电极的超级电容研究

利用电射流沉积技术,以石墨烯/聚苯胺复合材料为电极活性材料,制备成超级电容器。用原位聚合法得到石墨烯/聚苯胺的复合材料,制备成分散均匀的悬浮液,利用电射流沉积装置在碳纸上沉积电极,将电极和凝胶电解质(PVA-H_2SO_4)基于三明治结构组装成超级电容器。测试其电化学性能,电射流沉积法制备的超级电容器在500 m A/g的电流密度下比电容达到228 F/g,经过1 000次循环充放电后容量保留92%,比传统涂覆方法分别提高了11%和7%。研究结果表明,电射流沉积技术是制备超级电容纳米复合电极的理想方法。     

石墨烯的制备及其电化学性能

以石墨为原料,采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在水中经超声分散得到氧化石墨烯水溶胶,经硼氢化钠还原得到石墨烯聚集物。采用扫描电镜、原子力显微镜、激光粒度分析仪、BET氮气吸附仪对样品的形态、粒度分布和比表面积进行了表征。采用恒流充放电和循环伏安法研究了样品的充放电性能。结果表明,氧化石墨在水溶液中可以剥离成单片层结构,石墨烯聚集物比表面积为358m2/g,在10mA恒流下充放电,比电容为138.6F/g,充放电容量效率为98%。以5～50mV/s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器性能。     

超级电容器用乙烯基三甲氧基硅烷改性活性炭

用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)对活性炭进行表面改性,并制成双电极扣式超级电容器,电解液为1 mol/L Na2SO4.活性炭表面改性后,亲水官能团和比电容增加,扫描速度为I mV/s时的比电容为100 F/g.活性炭比电容的增加与VTMOS的浓度有关,但VTMOS浓度超过0.75%,则粘结性过大,会堵塞活性炭表面的部分孔,降低超级电容器的性能.     

活性炭超级电容器电极的电化学行为

以商用活性炭为电极材料,组装成对称型超级电容器。采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法研究正负极的电化学行为。结果发现,正极电位范围占电容器总电压的61%以上,电阻占电容器总电阻的66%以上;在不同扫描速率下,负极电容特性稳定,比容量达到了264.2F/g,而正极则仅为114.3F/g;在低频区负极出现"电荷饱和",负极中储存的电容量可得到利用,而正极未出现"电荷饱和"现象;负极电极过程为阻挡层扩散控制,而正极为有限层扩散控制;负极自放电速率大于正极,超级电容器自放电速率由负极决定。     

活性炭电化学超级电容器的工艺优化

用L9(34)正交实验优化了电化学超级电容器(ESC)的制备工艺.考察了电解液浓度(A)、导电剂含量(B)、粘结含量(C)和极片压力(D)对电化学性能的影响,最佳条件为:A为30%、B为10%、C为10%及D为22 MPa.循环伏安、电化学阻抗、自放电、漏电电流、恒流充放电和循环性能等测试结果表明:基于最佳条件制备的电极装配的ESC,具有良好的电化学电容特性,在10 mV/s的扫描速度时,正、负极质量比为2.2:1.0时,比电容为183.7 F/g.     

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％.     

石墨烯基材料用于超级电容器的研究进展

石墨烯具有独特的二维层状结构以及高电子导电,大比表面积等优异的物理特性,在超级电容器领域具有广阔的应用前景。详细介绍了石墨烯基材料用于超级电容器电极的研究进展,并重点讨论了对石墨烯进行结构和组分改性以提高其电容特性的各种方法。同时对超级电容器用石墨烯基材料在未来的研究方向进行了展望。     

磁场条件下超级电容器用石墨烯电极的合成

在1 T磁场条件下合成了石墨烯基电容器电极,研究了磁场处理对电极结构和性能的影响。结果表明:磁场处理使石墨烯片层沿垂直于基底方向取向排列,电极材料的比表面积增大至154 m2/g,介孔平均尺寸为3.1 nm,比电容提高了约17%,电极的充放电效率得到有效提高,电化学阻抗出现明显下降。     

石墨烯在碱性溶液中超级电容性能研究

以石墨烯作为超级电容器的电极材料,在7 mol/L的KOH中研究其电化学性能。利用简单的热膨胀法在200℃中制备得到单层石墨烯材料。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)、X射线光电子光谱法(XPS)研究了石墨烯及其复合材料的微观形貌和结构特性。在放电电流密度为1 m A/cm2的条件下,其单电极比电容可以达到307 F/g。经过1 000次充放电循环之后,其衰减量仅为6.8%,显示了良好的循环寿命。     

发展中的电化学电容器

详述了电化学电容器的特点:可高倍率充放电,充放循环寿命远大于可充电电池,它在充放电过程中产生的热效应小于电池充放电过程中产生的热效应。讨论了各种类型的电化学电容器:双电层电容器、吸附作用产生的准电容、混合电化学电容器、导电聚合物氧化还原超电容器和复合电极电化学电容器。阐述了超级电容器的各种应用;指出它是具有发展前景的一种能量贮存利用装置。     

电化学电容器的设计

电化学电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型元器件,它比传统电容器具有更高比电容量和比能量,比电池具有更高的比功率,具有广泛的应用前景。详细介绍了电化学电容器的分类及设计过程,讨论了电化学电容器设计过程中注意的几个重要问题:结构单元的设计,电极的设计和制备,电极厚度和材料性能,等效串联电阻,电解质,隔膜,电压平衡,装配和封装。