导电聚合物型超电容器的比较研究

以掺杂聚(3 甲基噻吩)、掺杂聚吡咯或碳纳米管为活性物质,以偏氟乙烯 六氟丙烯共聚物为粘结剂,以乙炔黑为添加剂,将它们均匀混合后制成电极材料,再以LiClO4的1,4 丁内酯溶液为非水系电解质,以偏氟乙烯 六氟丙烯共聚物制成的微孔膜作隔膜,分别组装了Ⅰ型氧化还原超电容器、Ⅱ型氧化还原超电容器和新型的氧化还原 双电层混合型超电容器。并对上述超电容器进行了循环伏安与恒电流充放电测试。对它们的比较研究表明:Ⅱ型氧化还原超电容器具有较高的比能量(可达8.7Wh/kg),混合型超电容器则具有较高的比功率。这两种超电容器具有潜在的使用价值。     

碳基电化学双层电容器的研制

碳基电化学超电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用前景.组装了双电层电容器,直流充放电、循环伏安以及交流阻抗等实验显示其具有良好的电化学性能,活性物质的比容量为173.2 F/g,在大功率充放电条件下活性物质的比能量大于5.0 Wh/kg,同时具有105以上的循环寿命.由电化学电容器与MH-Ni电池组成的复合电源系统的脉冲放电性能得到显著改善,可望在移动通讯等领域获得广泛的应用.     

活性炭-锰氧化物电化学混合电容器的研究

以高性能活性炭作为负极材料、自制纳米锰氧化物干凝胶作为正极材料,组成电化学混合电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH溶液中的电化学性能.其最大充放电电压可以达到1.4 V,比能量和比功率分别达到6.5 Wh/kg和30 kW/kg.     

活性炭/氧化镍干凝胶超级电容器研究

以高性能活性炭作为负极材料、纳米氧化镍干凝胶作为正极材料组成超级电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH水溶液体系中的电化学性能,其充放电电压可以达到1.6 V,比能量和比功率分别达到45 Wh/kg和35 kW/kg(以正负极活性材料本身质量计算),是一种性能优良的超级电容器.     

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。     

国内外电池科技动态

●高比能量的双电层电容器在日本问世 2003年10月3日,从事电子光学产品等业务的日本电子发布的双电层电容器技术已经成为业界热门话题。因为其质量比能量高达50～75 Wh/kg,是原来双电层电容器的5～10倍。这一数字超过了铅蓄电池特性,与氢镍电池不相上下。     

调节正负极质量比提高电容器比能量

以活性炭为电极材料组装有机体系电化学双电层电容器(EDLC),探讨了正、负极质量比对有机体系EDLC电容性能的影响.在LiPF6/EC DMC电解液中,活性炭正极的比电容与负极相同,但工作电位窗口小于负极,放电比容量低于负极.当m(正极):m(负极)=1.8:1.0时,电容器可在0～3.0 V内稳定工作,比能量达36.8 Wh/kg,比正、负极质量相等的EDLC的比能量高48%.     

有机凝胶电解质在超级电容器中的应用研究

首次利用凝胶因子1,3:2,4-二(对甲基苄叉)山梨醇(MDBS),将三乙基甲基铵四氟硼酸盐的碳酸丙烯酯溶液制成有机凝胶电解质,测试了它的解缔温度,研究了其电导率与温度的关系,并组装了活性炭电极双电层超级电容器.通过交流阻抗、循环伏安和恒流充放电等手段测试了其电化学性能.结果表明,当凝胶因子质量分数为3%时,有机凝胶解缔温度为92℃.室温下,凝胶电解质电导率为11.24 mS/cm.两种电解质组装的电容器循环伏安曲线非常类似,都具有典型的双电层电容行为.当用有机凝胶作电解质,电极几何面积为4 cm2,工作电压为2 V时,得到的电容器单体电容为10.23 F,电容器单体比能量为19.89 Wh/kg,单电极比电容达到196.56 F/g.     

聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

环境温度对软包装超级电容器性能的影响

对以活性炭为正负极活性材料的软包装超级电容器进行一系列高低温(-20℃、0℃、20℃、40℃和60℃)测试,研究环境温度对软包装超级电容器电化学性能的影响.当环境温度为40～60℃时,超级电容器可表现出更好的电化学性能;当环境温度为40℃时,具有相对最佳的电化学性能,可在38.11 Wh/kg比能量下提供283.5 W/kg的比功率.     

电解液对TiO2混合电化学电容器性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备掺杂Ni、C改性的TiO2电极材料,并对材料的晶型结构、表面形貌及比容量、充放电效率、循环性能、阻抗、比能量和比功率等性能进行了研究.使用1mol/L MeEt3NBF4/PC电解液的电容器,具有良好的可逆性和稳定的循环性能.在500 mA/g的电流下,比容量为13.40mAh/g,放电比能量为24.12Wh/kg,比功率为1012.03W/kg.     

PFPT/CF复合材料及其在电化学电容器中的应用

为提高电容器电极的比能量,在乙腈溶液中,用电化学聚合方法直接制备了聚3-(4-氟苯基)噻吩/泡沫碳(PF-PT/CF)复合电极,用电子扫描电镜(SEM)观察了复合电极的微孔结构,研究了该复合电极的循环伏安特性。发现在0.2 mol/L Et4NBF4乙腈溶液或0.2 mol/L Me4NSO3CF3乙腈溶液中,该复合电极既能以法拉第准电容机制储能,又能以双电层电容机制储能,这与泡沫碳所具有的多孔结构有关。还用该复合电极组装了聚合物III型模拟电化学电容器,以整体电极的质量计,其比能量可达4.2 Wh/kg,比功率可达683 W/kg。     

碳基电化学电容器及其研究进展

电化学电容器与常规的电解电容器相比,显著地提高了比能量;而与电池相比,虽然比能量较低,但其比功率却是电池的数量级倍数。用于制造电化学电容器的材料可分为碳基材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。与其他材料相比,碳基电化学电容器是目前已较好商业化的一种。简要介绍了碳基电化学电容器的工作原理、特点及应用,并简要介绍了碳材料的制备和改性。通过改性可以增加表面积和孔隙率,从而提高电容器的比容量。简要评述了电化学电容器用碳材料的研究进展     

电动公交车用超级电容器的研究

超级电容器是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件,它具有比静电电容器高的容量。和电池相比,它具有较高的功率密度。恒流充放电实验证明使用该材料制备的电容器具有良好的大电流充放电性能以及较长的循环寿命,是一种具有发展潜力的超级电容器。介绍了超级电容器在纯电容公交车上作为主要驱动能源使用的情况。     

高比能量电化学电容器及材料的进展

介绍了电化学电容器电极材料中高比电容材料的研究进展,包括RuO2基材料、过渡金属氧化物基材料和导电聚合物。总结了最近提出的碳纳米管阵列电容器、嵌入化合物电容器及纳米门炭电容器等高比能量电化学电容器,结合它们的研究现状,分析了高比能量电化学电容器及材料的发展趋势。     

电化学混合电容器

电化学混合电容器是一种介于超级电容器和电池之间的新型贮能元件。与传统的双电层电容器相比 ,它具有更高比容量和比能量 ,与电池相比 ,具有更高的功率密度和较低的能量密度。叙述了电化学混合电容器的原理、特点、最新研究进展 ,以及正在应用和潜在的应用领域     

D型MH/Ni动力电池性能研究

研究了自制的D型MH-/Ni动力电池的电化学性能.结果表明:电池组的比能量58 Wh/kg,能量密度199Wh/L(2.6A放电),能进行7.5 A(1 C)快速充电.7.5 A(1C)、15 A(2C)和37.5 A(5C)放电容量分别达到1.5 A(0.2C)时的97.1%、96.9%和76.4%.单体电池比功率488 W/kg.5 A、100%DOD循环650次,容量减少6%.