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。     

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%。     

电沉积电流密度对NiO/CNT复合电极的影响

采用电化学沉积法,以碳纳米管(CNT)为基体沉积Ni(OH)2,热处理制备NiO/CNT复合电极.采用XRD、SEM、TEM、循环伏安和恒流充放电,研究了电沉积电流密度对复合电极的影响.沉积电量为9 C时,随着电流密度的增加,NiO易沉积在电极表面,形成块体并阻塞离子通道,使复合电极的比电容下降.以1 mA/cm2制备的复合电极,以0.4 A/g、20.0 A/g充放电时,比电容分别为1 686 F/g和926 F/g.     

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。     

超级电容器用纳米γ-MnO2制备及性能

采用醋酸锰和柠檬酸沉淀反应法制备锰配合物,经热分解和酸处理,得到纳米级γ-MnO2材料.用IR、XRD、SEM等方法对样品进行了表征,发现:所制备的γ-MnO2是由30～70 nm的微粒组成.用循环伏安法研究得出:不同γ-MnO2和活性炭配比的复合电极在0.5 mol/L Na2SO4、2.0 mol/L(NH4)2SO4、1.0 mol/L KCl等电解液中的比电容.结果表明:含40%、50%(质量比)γ-MnO2的电极在2.0 mol/L(NH4)2SO4溶液中的比电容较大,最大值为109.76 F/g.     

基于超级电容器的NiMnS/碳纤维复合电极

为了进一步提高超级电容器电极材料的比电容,同时保证其循环稳定性,采用快速电沉积法制备了 NiMnS/碳纤维复合材料.在弥补碳材料比电容低的缺点的同时,进一步提高了复合材料的性能,克服了传统碳基材料的局限,所制备的复合材料具有较宽的工作电压(-0.2～0.8 V)和高的比电容(1 A/g时比电容可以达到780 F/g)....     

不同氧化剂制备的聚苯胺电化学性能研究

以二氧化锰、过硫酸铵作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺,并采用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安法、电化学阻抗和恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能.结果表明,以二氧化锰为氧化剂制备的聚苯胺(简称为M-PANI)在电流密度为5 mA/cm2下的单电极比电容达260 F/g,300次循环后比电容仍有204 F/g,比以过硫酸铵作为氧化剂制备的聚苯胺(简称为N-PANI)具有更好的循环性能和更高的比容量.     

热处理及碳纳米管复合对δ-MnO2超电容行为的影响

以高锰酸钾(KMnO4)和硝酸锰[Mn(NO3)2]为反应物,通过液相氧化还原沉淀反应制备出纳米MnO2电极材料,并进行不同温度的热处理。此外,还用同样方法在碳纳米管(CNT)存在的条件下制备出经200℃热处理的纳米MnO2/CNT复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和BET比表面面积测试方法对材料进行了表征,研究了热处理温度和CNT复合对纳米MnO2在1 mol/L LiOH电解质中电化学性能的影响。电化学研究结果表明,经200℃热处理的纳米MnO2具有较高的比电容,但循环稳定性不佳。经200℃热处理的含10%质量分数碳纳米管的纳米MnO2/CNT复合电极材料具有较好的循环稳定性和较高的比电容。     

机械化学法制备超级电容器材料MnO2

采用机械化学法制备了MnO2粉末,用XRD、SEM和BET等方法对产物的结构与表面形貌进行研究,用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行测试.产物为微米级(5～10μm)的单相弱结晶α-MnO2,比表面积为241 m2/g.MnO2电极比电容下降的原因有两种:前60次循环中,是双电层不稳定引起的;经过780次循环后,是电化学惰性物质Mn3O4生成引起的.MnO2电极在200mA/g和500mA/g的电流下,首次循环的比电容分别为524 F/g和404 F/g.     

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。     

电容补偿装置应用及问题分析

介绍了电容补偿原理及分类,对三相电容自动补偿常见问题做出了分析,提出低压电容补偿装置设计时应注意的问题。     

基于平面电容的油水多界面检测方法研究

含水量是衡量原油质量的重要指标,在原油的生产和储运过程中油水混合液分界面不断变化,因此全过程都要用到高精度传感器对其进行界面检测。基于电容边缘效应设计了一种侵入式平面电容传感器,其主要结构由基板和平面电极阵列两部分组成。运用有限元软件建立8电极阵列传感器模型,对不同电极工作时的电场分布进行研究,分析了平面电容传感器的检测灵敏度和成像精度。并且,研究了电极宽度、长度和相邻间距对传感器灵敏场分布的影响。对介电分布进行图像重建,使设计的平面电容阵列传感器可以检测3个分界面的高度,且经过尺寸参数优化,提高了传感器的成像精度。实验证明,运用平面电容阵列检测油水界面的方法具有可行性和有效性。     

微小电容测量电路

针对目前微小电容测量电路的测量方法进行分析和比较.介绍了代表性电容测量电路的基本原理,评述了各种电路的优缺点以及主要技术指标.并指出微小电容测量电路的发展趋势.     

合理使用标准提高西林电桥的检定质量

对西林电桥的工作原理及检定方法进行了分析，对提高检定质量提出了要求。     

基于开关电容技术的一种电容式传感器测量电路

电容式传感器输出的电容信号很小,一般为几pF至几十pF,因此其后续测量电路的选择与设计非常关键。本文所提出的基于开关电容技术的测量电路是把被测电容转换成微处理器可直接处理的二进制数字信号,克服了传统测量电路易受寄生电容影响和测量结果精度依赖于电源电压稳定性的不足。本文详细分析了该电路的工作原理和设计要点,实验验证了所述测量电路的正确性。     

用于ECT系统的低成本、宽带微小电容测量电路

介绍了目前满足ECT(电容层析成像)系统要求的三种微小电容测量电路的原理、优缺点;分析、设计了程控增益负反馈交流型电容测量电路。该电路采用分立元件设计激励信号,降低了系统成本,具有动态测量范围宽、灵敏度高等特点,已成功应用于电容层析成象系统的测量中;最后给出了具体的实验结果。     

用于高频干扰计算的HVDC换流变压器模型

提出了两种用于换流站高频干扰计算的换流变压器模型.在传统的简单模型的基础上,考虑了换流变压器的绕组间电容和低压绕组的对地电容,提出了综合漏感和分布电容影响的改进模型,该模型在频率大于20kHz的高频段可简化为纯电容模型,同时给出了两种模型中参数的确定方法.最后给出了贵广工程的计算结果,证明所提出的两种模型是可行的.     

交叉电容式传感器研究进展综述

本文介绍了交叉电容原理的起源和发展历程。讲述交叉电容用于电容基准的研究现状以及对1pF电容量的测量不确定度逐步降低到10-8。综述了交叉电容器用于传感器制作的方法和原理以及典型应用,对比传统电容传感器对交叉电容式传感器进行了如下分类：变介质型、变面积型和变极板间距型,并对它的优缺点进行了分析;最后讲述了微小电容检测的方法。在分析现有交叉电容传感器的研究基础上,探讨了如何进一步优化交叉电容式传感以及发展方向。通过对现有的交叉电容式传感器进行综述归纳,使得电容传感器体系更加完善同时为后续的交叉电容器研究提供参考。     

介质阻挡放电等效电容的测量与分析

为深入理解放电机理并优化介质阻挡放电反应器设计,提高运行效率,介绍了通过Lissajous图形计算介质阻挡放电气隙等效电容Cg,电介质层等效电容Cd及负载电容的方法,通过实验研究了外加电压及气隙距离的变化对Cd、Cg和总电容C的影响。结果表明,给定介质厚度和电源频率时,随外加电压的增加,Cd逐渐增大,在相同的电压下,Cd随气隙距离的增加而减小;Cg随外加电压的增大而减小,在相同的电压下,Cg随气隙距离的增加也是减小的;C随外加电压先增大再减小,中间会达到一个最大值,相同电压下,随着气隙距离的增加,介质电容减小,而且,随着气隙距离加大,介质电容所能达到的峰值会减小。     

矿井直流架线正弦波逆变器控制性能研究

以矿井直流架线正弦波逆变器为基础,分析研究了逆变器的控制性能。逆变器带不同负载时其电流特性要发生改变,为此建立了不同负载下逆变器输出的近似传递函数模型。系统阻尼偏低,输出波形质量难于控制,采用电容电流反馈控制可有效提高系统阻尼。该逆变器以PID控制为主配以电容电流反馈控制,较好地解决了正弦波逆变器带不同负载的适应性问题,提高了正弦波的输出质量。最后对系统进行了仿真分析及实验。