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。     

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100.78 F/g,扫描速率为90 mV/s时,比电容降为10.73 F/g,电流密度为0.5 A/g时,柔性电极材料的比电容为70.50 F/g,电流密度为1 A/g时,比电容降为10.10 F/g;在0.5 A/g的电流密度下,充放电一次之后,柔性电极材料的比电容为70.50 F/g;随着石墨烯量的减少,柔性电极材料的面电阻逐渐增大.综合以上结果,由于石墨烯优异的电子传导速率和聚苯胺优异的法拉第电容性能,柔性电极材料具备良好的电化学性能和稳定性,该制备工艺对柔性电极材料研究发展具有一定意义.     

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。     

活性中间相碳微球在不同电解液中电化学性能

以中间相碳微球(MCMB)为原料,采用KOH活化法制备了具有高比表面积的活性中间碳微球(a-MCMB),并以其为电极材料组装成双电层超级电容器。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒流充放电等方法研究了该材料的结构、表面形态和电化学性能。结果表明:所制备的a-MCMB在30%KOH水系电解液中和1mol/LLiPF6/(DMC+EC)有机电解液中都表现出良好的电容性能,其中水系电容器工作电压为1.0V,电极最高比电容为289.7F/g,有机系电容器工作电压为3.0V,电极最高比电容为217.4F/g,相应电容器的比能量分别为8.43Wh/kg和78.13Wh/kg。     

中空二氧化锰制备及其电化学性能研究

制备出两种形态的MnO_2,中空微球和中空微方,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FES EM)、透射电子显微镜(HRTEM)和N2吸脱附对两种材料进行了表征,结果显示中空微球具有较小的粒径和较大的比表面积。将两种材料应用于电容器,中空微球具有更优异的电化学性能,在0.1 A/g电流密度下的比电容为263 F/g,当电流密度增大至5 A/g时,比电容为157 F/g,容量保持率高达60%。     

超级电容器电极材料--MnO2的电化学制备及其性能

在25℃,沉积电位为0.50～0.95V条件下,从0.25mol/L醋酸锰溶液中,在石墨电极上沉积出二氧化锰(MnO2)。用扫描电镜(SEM)对所得样品的表面形貌进行了测试,并用循环伏安技术测试了不同沉积电位下制备的二氧化锰电极在不同电解液中的比电容。通过比较不同电解液中的循环伏安行为,发现二氧化锰电极在2mol/LKCl溶液和2mol/L(NH4)2SO4溶液中的循环伏安特性较好,在0.5V下沉积的二氧化锰性能最好。当扫描速度为5mV/s时,其比电容分别为274.74F/g和309.74F/g,并且在2mol/LKCl溶液中电极具有更好的可逆性。     

MnO_2/AMCMB复合电极材料的制备及超电容性能的研究

以KOH活化中间相炭微球(MCMB),通过KOH活化法制备了活性中间相炭微球(AMCMB),并以KMnO_4和MnSO_4为反应原料,用化学沉淀法合成了MnO_2/AMCMB复合材料。采用电子扫描显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品的形貌和结构进行表征。通过循环伏安、电化学交流阻抗、恒流充放电等方法研究AMCMB和MnO_2/AMCMB电极在6 mol/L KOH电解液中,0~1 V的电容行为。结果表明:AMCMB成功地复合了MnO_2;AMCMB电极放电比电容为155.52 F/g,MnO_2/AMCMB复合电极首次放电比电容增大至198.36 F/g。     

用电气石提高二氧化锰电极的电容性能

将具有特殊吸附特性的电气石与二氧化锰(MnO2)物理混合,制得电气石-MnO2电极。通过XRD、SEM对样品与电气石进行形貌与结构分析,用循环伏安、恒流充放电测试研究材料的电化学性能。当MnO2的质量为10 mg、电气石质量为12.5 mg时,电极在1 mol/L Na2SO4中,以0.25 A/g的电流在-0.1~0.7 V放电,比电容可达347.0 F/g;电气石还可改善电极的循环稳定性,经过400次循环,电极的电容保持率可提高到90%。     

双电层电容器用淀粉基微孔炭微球制备及性能

以具有天然球形颗粒结构的生物质原料马铃薯淀粉为前驱体,通过(NH4)2HPO4活化和KOH二次活化制备微孔炭微球。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N2吸附-脱附分别对样品的形貌特征和孔隙结构进行表征,并在6mol/L KOH电解质溶液中对样品进行电化学测试。结果表明:经二次活化后可制得比表面积2 325 m2/g,总孔容1.11cm3/g,微孔孔容0.82 cm3/g的高微孔率活性炭微球。所制炭微球具有优异的电化学电容特性:在50 mA/g电流密度下,质量比电容为304 F/g;在1 000 mA/g较大的电流密度下,质量比电容为277.4 F/g;在200 mV/s快速电压扫描速率下,循环伏安(CV)曲线仍能保持良好的矩形形状。     

新能源汽车电池负极材料的制备与电化学性能

采用静电纺丝法和退火相结合的方法制备了电池负极Fe7Se8/N-CNFs复合材料,并与块状Fe7Se8进行了微观结构和电化学性能对比分析.结果表明,复合材料中氮掺杂碳纤维表面弥散分布着细小Fe7Se8粒子(比表面积约50.2 m2/g),而块状Fe7Se8电极中Fe7Se8粒子团聚成块状(比表面积约为9.9 m2/g).经过100次循环后,复合材料电极和块状Fe7Se8电极的容量保持率分别为91.4％和76.4％;复合电极材料在0.2～20 A/g电流密度下的放电比容量都要高于块状Fe7Se8电极.在电流密度高于2 A/g时,Fe7Se8纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料就具有相较Fe7Se8/N掺杂碳、NiSe2/C中空微球和MoSe2/CNT等更高的容量;Fe7Se8纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料具有相较于块状Fe7Se8电极更好的高倍率放电性能,这主要与Fe7Se8粒子较好地锚定在N-CNFs上起到协同作用有关.     

直接还原高锰酸钾制备CNT/MnO2复合材料

直接还原高锰酸钾(KMnO4)制备了碳纳米管(CNT)/MnO2复合材料。用XRD、SEM和TEM等对复合材料进行形貌和结构分析,发现MnO2均匀地包覆在CNT表面。循环伏安、恒流充放电测试表明,复合材料的比电容较高,循环性能良好,以1 A/g、20 A/g放电的比电容分别为200.3 F/g和120.8 F/g,第2 000次循环(20 A/g)时的电容保持率为94.7%。     

HAP模板法制备有序多孔炭材料及其电性能研究

利用纳米羟基磷灰石(HAP)为模板,麦芽糖(MO)为碳源,通过固化、炭化等过程,制备有序多孔炭材料(HAP-C)。采用扫描电镜(SEM)、N2吸/脱附以及电化学分析方法等对HAP-C进行物理表征和电化学性能分析。结果显示,HAP/MO的质量比对HAP-C的比表面积、孔结构以及电化学性能有着重要影响。制备的多孔炭呈海绵骨架结构,具有较高的比表面积(1 073.5 m2/g)和大的孔容(3.28 cm3/g)。电化学测试显示,当HAP/MO的质量比为1∶2(HAP-C-1∶2)时,具有较高的质量比电容,在扫描速度为5 m V/s时,质量比电容达198 F/g;倍率性能测试显示,当电流密度增大25倍时,质量比电容保持率为58.0%,显示出良好的倍率性能。     

廉价模板法制备介孔MnO2的电化学电容性质

以国产嵌段共聚物P123为模板剂制备了介孔氧化硅模板KIT-6,利用“反相复制法”制备出具有介孔结构的二氧化锰电极材料。BET测试结果表明,所制备KIT-6和二氧化锰的BET比表面积分别为821．7m^2／g和137m^2／g,孔径分布分别集中在2．67nm和3．67nm,其孔容分别为0．52cm^3／g和0．39cm^3／g。循环伏安,交流阻抗以及恒电流充放电测试表明用所制介孔二氧化锰制备的电极有很好的电化学电容性能,首次放电容量可达295F／g,远高于直接分解Mn（NO3）：所制得的MnO2,并且其复平面图表现出典型的电容特征。因此,采用该法制备的这种介孔结构的MnO2能够用来制作电化学电容器电板,并且保持较高的比电容量和良好的电容性能。     

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.     

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...     

添加剂对水热合成MnO_2电化学性能的影响

用异丙醇作为添加剂,采用水热法,在添加1 mL异丙醇的水溶液中制备了MnO2,并与在纯水中制备的MnO2进行比较,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,结果显示,在异丙醇水溶液中合成的样品具有更高的结晶程度,为α-MnO2和γ-MnO2的混合相,添加异丙醇后改善了样品的微观颗粒形貌,提高了颗粒的分散度.电化学测试表明,添加异丙醇后样品的电化学性能得到明显改善,具有更好的循环伏安性能和更小的电化学阻抗,其在2 mA/cm2电流密度下放电比电容达到289.56 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...     

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.     

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。