文摘

超级电容器碳基材料研究的进展[刊,中]/陈铭德,吐尔迪·吾买尔,康雪雅//炭素,2013(2):29～35超极电容器是一种介于传统电容器和蓄电池之间的储能装置,其以功率密度大、充电速度快、工作温度范围宽、循环使用寿命长和绿色环保等优点,被世界各国广泛关注。通过对超级电容器新型炭电极材料的最新研究进展进行介绍,展望了超级电容器的发展前景,认为超级电容器将不仅对全球性能源问题有着重大突破,还将会带来巨大的经济效益。     

文摘北大核心

超级电容器碳基材料研究的进展【刊,中】,陈铭德,吐尔迪·吾买尔,康雪雅,,炭素,2013（2）：29～35 超极电容器是一种介于传统电容器和蓄电池之间的储能装置,其以功率密度大、充电速度快、工作温度范围宽、循环使用寿命长和绿色环保等优点,被世界各国广泛关注。通过对超级电容器新型炭电极材料的最新研究进展进行介绍．展望了超级电容器的发展前景．认为超级电容器将不仅对全球性能源问题有着重大突破,还将会带来巨大的经济效益。     

石墨烯超级电容器的研究进展及其应用

综述了石墨烯超级电容器的研究进展,包括石墨烯的制备、改性、与赝电容电极材料的复合,石墨烯超级电容器特殊结构的设计、电解液的选择、柔性超级电容器的制备等。在石墨烯超级电容器的实际应用中,主要介绍了石墨烯的生产现状、超级电容器的厂家及应用情况,并指出未来超级电容器的应用重点将从消费电子逐渐向混合动力电动车和新能源领域转移。     

纤维基柔性超级电容器研究进展

介绍了纤维基柔性超级电容器工作原理;详述了不同类型纤维基柔性超级电容器的构成、性能和特点;并展望了纤维基柔性超级电容器未来的研究方向和趋势。根据组装方式的不同,纤维基超级电容器主要可分为并列型、扭转型、缠绕型、同轴型和轧制型。并列型纤维基超级电容器制备简便,但能量存储性能受到限制,兼容性差;扭转型和缠绕型纤维基超级电容器具有较高电极间离子交换效率,操作简便,耐久性相对较差;同轴型纤维基超级电容器制备过程相对复杂,具有较高的电容性能和结构强度;轧制型纤维基超级电容器制备简便,能够提高组装器件的储能性能,但对于制备材料的要求较高。相比其他类型超级电容器,同轴型纤维基超级电容器具有更高的比容量和电化学性能,与织物的结合能力更加优异,将成为制备柔性储能器件和智能纺织品的主要纤维基超级电容器。     

溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料的研究进展

溶胶-凝胶法是一种常用的制备超级电容器纳米电极材料的方法。利用溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料将为获得具有优异电化学性能的材料提供了重要的方法和基础。本文介绍了电容器的制备方法及优缺点,通过分析溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料的工艺参数、影响因素与优化策略,通过探讨溶胶-凝胶法的发展历程和相关研究成果,希望可以为今后超级电容器纳米电极材料的研究提供参考。     

木质素基材料在混合型超级电容器电极材料中的研究进展

木质素是一种多酚聚合物,具有丰富的芳香类官能团和含氧官能团,且在碳化后形成的多孔碳材料易于转化为石墨化碳层,从而形成局部高导电区域,是制备超级电容器的优质前体,故将木质素用于混合型超级电容器逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来木质素碳材料在混合型超级电容器电极材料中的应用,重点分析了木质素在其中的作用,将其总结为3类进行介绍,包括木质素/多孔炭（石墨烯、碳纳米管）型、木质素/金属化合物（金属氧化物、硫化物、氢氧化物）型和木质素/导电聚合物（聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩）型。此外,还介绍了木质素基混合型超级电容器在柔性超级电容器中的应用。最后,总结了木质素基材料应用在混合超级电容器中的优势和挑战。     

塑料衍生碳材料用于超级电容器的研究现状

塑料制品的过度使用,导致了严重的环境问题。将废旧塑料回收并转化为高附加值的碳材料并用于超级电容器等储能装置有着重要的意义,能够有效地降低环境污染并节约能源。本文首先对超级电容器的应用情况和塑料的使用以及回收处理现状进行了简单叙述,介绍了常见的废弃塑料处理方法、超级电容器的储能特点以及利用废弃塑料制备超级电容器碳材料的潜在价值;接着介绍了多孔碳电极材料的制备方法,对不同的制备方法的具体要求及其优缺点进行了简单分析;随后介绍了几种生活中常见的塑料,按照这些塑料的种类,分别对这些常见塑料回收用作超级电容器碳材料的研究现状进行了详细概述;最后对目前的研究现状进行总结,并对未来的研究方向进行展望。将废弃塑料回收并转化为超级电容器用活性碳材料,是一种新型的废弃塑料回收再利用的有效手段,能够有效地解决白色污染问题。     

超级电容器用活性炭国产化关键化学与化工问题

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等优点,在电动汽车、轨道交通、新能源、电磁弹射和激光武器等领域已广泛应用。然而,作为超级电容器的关键电极材料——活性炭,始终未实现国产化,一直依赖从日本和韩国进口,极大地制约了国内超级电容器及其下游产业的发展。本文综述了超级电容器用活性炭的理化性能对其电化学性能的影响,介绍了国内外超级电容器用活性炭产业现状,指出了其生产过程中制约产品品质的典型传质和传热等化工问题。文章提出,应在现有活性炭基础上建立全面合理的超级电容器用活性炭指标体系,从而指导其国产化工艺开发。针对其生产工艺和装备开展仿真模拟研究,以解决国产炭材料批次稳定性和一致性的问题,保障超级电容器行业关键材料自主可控。     

超级电容器关键材料研究进展

介绍了超级电容器的储能原理,对超级电容器领域研究较热的几类电极材料和聚合物电解质材料的研究现状进行了综述,并展望了超级电容器电极材料未来的发展方向。     

超级电容器及其电极材料的研究进展

随着科学技术的不断发展。超级电容器由于其相比于普通电池更优越的性能得到了广泛的研究。电极材料作为超级电容器的核心部件,不同的电极材料对超级电容器的性能有很大的影响。对超级电容器展开简单介绍并对几种电极材料展开综述。     

多孔炭材料在超级电容器中的应用

本文较全面地论述了炭电极和超级电容器的工作机理和优点,讨论炭结构和表面对超级电热器电容量和放电速度的影响以及分析其对漏电流的影响,并介绍前人对多孔炭电极材料进行改良的方法,对目前所使用的活性炭粉、活性炭纤维、碳气凝胶、碳纳米管、纳米碳纤维等炭电极材料进行比较,讨论所存在的一些问题及对未来进行展望.     

超级电容器用活性炭电极材料研究进展

综述了超级电容器及其最常用的电极材料-活性炭材料。介绍了活性炭电极超级电容器的工作原理,总结了物理活化、化学活化以及物理-化学联合活化等制备活性炭电极材料的方法,并指出了各种方法的优点及存在的问题。重点阐述了活性炭材料的比表面积、孔径分布及表面官能团等影响因素对超级电容器电化学性能的影响,最后对活性炭电极材料的未来发展方向进行了展望。     

超级电容器电极材料研究进展

作为一种介于传统电容器和锂离子电池之间的新型环境友好型储能体系,超级电容器具有许多其它储能器件无法比拟的优异特性,可为化石能源枯竭和环境恶化等问题提供绿色解决方案。在介绍超级电容器工作原理、应用前景、发展状况及特点的基础上,概述了超级电容器电极材料,特别是碳基电极材料的研究进展。     

一维有序聚苯胺纳米阵列在超级电容器中的研究进展

从聚苯胺（polyaniline, PANI）的结构特征和导电机理出发,详细叙述了一维有序PANI纳米阵列的优点及各种制备方法,指出了PANI纳米阵列作为超级电容器电极材料的优势。根据电极材料分类,重点综述了PANI阵列结构基与导电高分子材料、碳材料、金属氧化物复合作为超级电容器电极材料的应用情况;讨论了这些电极材料的结构特点、制备方法、提高电化学储能性的机理及上述研究中存在的问题;最后根据存在的问题,提出进一步优化PANI阵列结构基电极材料电化学性能的制备方法与策略,并对未来PANI阵列结构基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

超级电容器用煤基活性炭研究

为了研究煤基活性炭电极对超级电容器性能的影响规律,根据超级电容器的工作原理,阐述了比表面积、孔径分布、表面官能团、石墨化程度、灰分及粒度对电化学性能的影响。研究表明适宜的中孔比例和粒度有利于电解液的扩散;含氧和含氮官能团可以改善电极的表面润湿性;无定型炭结构孔隙更发达,更适合作为活性炭材料;降低灰分可以提高电极的充放电特性和倍率特性。     

碳包覆金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究进展

综述了碳包覆金属氧化物作为超级电容器电极材料的最新研究进展。详细介绍了贵重金属氧化物（如RuO2）和廉价金属氧化物（如Fe3O4、SnO2、TiO2、MnO2等）在超级电容器电极材料领域内的应用现状和存在的问题,指出了碳包覆廉价金属氧化物所形成的核/壳结构很好地解决了金属氧化物易溶于电解液、充放电体积易膨胀等问题,展望了其作为超级电容器电极材料在消费电子、航空航天、国防科技等领域中的应用前景。     

碳化物衍生碳的制备及其在气体存储与超级电容器领域的应用研究进展

介绍了二元碳化物与三元碳化物作为前体制备碳化物衍生碳,概述了碳化物衍生碳的几种常见命名,详细阐述了管式炉中氯气高温刻蚀碳化物、多孔化碳材料的制备工艺过程和原理,总结了碳化物衍生碳孔径结构及应用,并着重介绍了在储氢储甲烷和超级电容器电极材料两方面的应用研究。碳化物衍生碳材料的甲烷吸附存储量可以达到18.5%（质量分数）,氢的吸附存储量达到6.2%（质量分数）,作为超级电容器电极材料,它的质量比电容是120F/g,且具有非常高的体积比电容（90F/cm3）,在MEMS等小型化微电子器件中有重要的应用。最后展望了这种新型碳材料通过调控微观结构与改善性能在更多领域的重要应用。     

微孔碳/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电

：纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的电容器电极材料,本论文中,用简易的原位化学氧化法制备了微孔碳/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术研究了其电化学电容性能,研究结果表明：在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g, 高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻（Rct）小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

微孔炭/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电容性能

纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的超级电容器电极材料,该文用简易的原位化学氧化法制备了微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了其电化学电容性能,结果表明,在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g,高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻(Rct)小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

Electrochemical properties of MnO2/CNT nanocomposite in neutral aqueous electrolyte as cathode material for asymmetric supercapacitors

A MnO₂/carbon nanotube (CNT) nanocomposite was synthesised using a simple hydrothermal treatment. The nanocomposite exhibits a CNT core/MnO₂ porous sheath hierarchy architecture, which makes it promising as an electrode material for supercapacitors. An asymmetric supercapacitor based on activated carbon (AC) as anode, MnO₂/CNT nanocomposite as cathode and 1M Na₂SO₄ solution as electrolyte was assembled in a Swagelok cell. The full cell exhibits excellent power capability, cycling stability and a high energy density of 23 W h/kg at a power density of 330 W/kg based on the total mass of the active electrode materials. This AC//MnO₂/CNT asymmetric supercapacitor is promising for high-power applications due to its high energy density and power density.