纳米碳材料的超级电容器性能测试

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼对纳米碳材料进行表征。测试结果表明,样品纳米碳具有较高的纯度。循环伏安、充放电及循环等电化学性能测试表明,纳米碳电极的比电容较高,循环稳定性较好,且具有良好的电化学性能。     

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。     

用于超级电容器的煤基活性炭电极材料的研究进展

活性炭电极材料广泛的应用于超级电容器中,制备活性炭的前驱体种类繁多,其中煤炭是优质的活性炭前驱体,它的含碳量高、储量丰富且价格低廉。以煤为前驱体制备活性炭可以拓宽煤的应用领域,提高煤炭附加值。综述了最新煤基活性炭电极材料的研究进展,分析了煤基活性炭性质对超级电容器电性能的影响,最后对煤基活性炭未来的研究方向以及发展前景提出了展望。     

超级电容器电极材料研究进展

化石燃料的枯竭、环境污染以及清洁能源输出不连续性和不稳定性是目前社会电力发展需求中的主要问题,在各种电化学储能技术中,超级电容器因具有充放电速度快、使用寿命长、功率密度大而被广泛研究。在众多影响超级电容器的因素中,电极材料对其整体性能起到决定性作用。综述了超级电容器用电极材料,如碳基材料、导电聚合物、金属氧化物和氢氧化物、金属硫化物的储能机理及其研究进展。最后,对目前电极材料研究所面临的挑战及未来发展方向进行了展望。     

纳米锰氧化物超级电容器电极材料的制备与性能

采用模板和液相沉淀两种方法制备了锰的氧化物,XRD的测试结果表明,两种方法制备的锰氧化物分别为MnO2和Mn3O4。从TEM图可以看出,模板法制备的MnO2为直径为5~8nm左右的颗粒,而用液相沉淀制备的Mn3O4形貌为直径约为10nm左右的纤维棒。循环伏安和充放电测试结果都表明MnO2是更好的超电容器的电极材料。MnO2和Mn3O4在200mA·g-1电流密度下的放电比电容分别为157.5和145.0F·g-1,经过500次充放电后比电容分别为132.5和125.0F·g-1,充放电效率分别为64.9%和63.7%。     

超级电容器金属氧化物电极材料的研究进展

超级电容器具有功率高,使用寿命长,无污染等优点,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因而备受关注。主要论述了应用于超级电容器的多种金属氧化物电极材料的研究进展。     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是一种介于电池和传统电容器的一种新的储能器件,也叫电化学超级电容器。介绍了目前国内外的超级电容器电极材料的研究现状以及展望,如碳材料、金属氧化物、导电聚合物。     

超级电容器聚苯胺电极材料的研究进展

介绍了超级电容器及其电极材料的工作的原理,综述了近年来导电聚苯胺电极材料的研究进展及现状,并探讨了其发展方向和研究重点.     

金属化合物超级电容器电极材料

金属化合物是理想的赝电容电极材料,但是其拥有导电性差且易团聚的缺点,使得电容性能显著下降。本文通过总结近年来的研究成果,阐述了金属化合物在超级电容器中的应用以及提高各类金属化合物电容性能的方法。研究表明,金属化合物与各类材料的复合、电沉积法、化合物结构的定向合成等多种方法均可有效提高金属化合物导电性,防止团聚现象的发生。随着金属化合物缺点的不断攻克,其在超级电容器的应用也将逐渐频繁起来,同时金属化合物赝也为新兴的储能元件注入了新的活力。     

面向柔性超级电容器的功能水凝胶材料的研究进展

功能水凝胶作为一种三维高分子网络结构的软湿材料,具有可灵活调控的功能特性,为设计和构建高性能柔性超级电容器提供了理想的材料。本文综述了近年来面向柔性超级电容器领域的功能水凝胶材料的研究进展,重点分类介绍了面向电化学双层电容器和赝电容器的功能水凝胶材料的设计构建和性能强化。探讨了通过水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控来提升超级电容器的电化学性能和力学性能的策略。同时,探讨了水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控在实现其自愈合、高耐寒等多样化功能特性方面的重要作用。最后,对功能水凝胶材料柔性超级电容器在高储能、高柔性、高保水、自愈合、高耐寒、绿色可降解等方面的未来发展进行了展望。     

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。     

金属有机框架衍生的0维材料在超级电容器中的应用

金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)衍生的0维材料,具有比表面积大、孔隙率高、孔径可调等特点,近年来广泛用于锂离子电池、燃料电池和超级电容器等储能器件中。电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键因素。MOFs衍生的0维材料在超级电容器中的应用具有广阔的前景。综述了MOFs衍生的0维材料在超级电容器中的研究进展,探讨了目前在该领域中存在的问题,并对其未来的发展前景进行了展望。     

Research progress of high-rate capacity layered double hydroxide supercapacitor materials

Layered double hydroxides （LDHs） are two-dimensional layered materials composed of positively charged metal hydroxide laminates, negatively charged anions between the layers, and water molecules, which can store and release charge through the reversible oxidation-reduction reaction between hydroxide and oxyhydroxide. LDHs have the advantages of high theoretical capacity, adjustable morphology and composition, low cost, and easy large-scale preparation, and have become the supercapacitor electrode materials with increasing attraction in recent years. To date, the rate capacities of LDHs are far from the expectation due to the low activity associated with low intrinsic activity and small active surface area, and the slow charge transport kinetics arising from the poor intrinsic conductivity to hinder electron transfer and the narrow interlayer distance to impede ion diffusion. Various strategies have developed to increase the activity, e.g., by regulating compositions, amorphizating, nanostructuring and constructing hierarchical structures, and to facilitate the charge transport kinetics, e.g., by compositing with carbon, depositing/growing on conductive substrates, expanding interlayer distance, exfoliation-self-assembly. This review starts with the structural characteristics and energy storage mechanism of LDHs, and then summarizes the strategies for improving the rate capacities of LDHs. The up-to-date progress in achieving the high-rate capacity by matching electron transfer with ion diffusion is also included, which suggests a new avenue to explore the advanced LDHs for energy storage.     

高倍率容量层状双金属氢氧化物超级电容材料的研究进展

层状双金属氢氧化物（LDHs）是由带正电荷的金属氢氧化物层板、层间带负电荷的阴离子和水分子组成的二维层状材料,可通过氢氧化物与羟基氧化物之间的可逆氧化还原反应存储与释放电荷,具有理论容量高、形貌与组分可调、成本低、易宏量制备等优点,成为近年来备受关注的超级电容器电极材料。超级电容材料在大电流密度下的比容量与其应用潜力密切相关,研究者们通过材料设计及电极工程,探索了多种提升LDHs倍率容量（即不同电流密度下的容量）的方法与技术,但至今LDHs的实际储能性能仍然远低于预期。简述了LDHs的结构、储能机理与面临的挑战,从增加反应活性、促进电荷传输动力学的角度归纳总结了提升LDHs倍率容量的研究进展,探讨了通过匹配电子传输和离子输运能力进一步提升LDHs倍率容量的新思路。     

导电聚合物复合材料作为超级电容器电极材料

本文综述了基于导电聚合物的复合材料(导电聚合物/碳材料、导电聚合物/金属氧化物材料、导电聚合物/碳材料l金属氧化物材料)作为电极材料在超级电容器中的应用进展,指出将导电聚合物与碳材料或金属氧化物复合,双电层电容与法拉第准电容结合,有机材料与无机材料结合,是超级电容器电极材料研究的重要发展方向.     

自组装法制备微/纳米结构苯胺低聚物的研究进展

介绍了一类新颖的可溶电活性材料——微/纳米结构苯胺低聚物。阐述了苯胺低聚物纳米纤维、微球、纳米片等微/纳米结构的自组装制备方法。从嵌段共聚物组装、软模板合成以及重结晶/沉积这三大自组装手段概述了国内外自组装法制备微纳米结构苯胺低聚物及其相关性质的研究进展,分析了各种自组装手段的优缺点。指出微/纳米结构苯胺低聚物今后的研究方向为：寻找组装过程简单、形貌易控的制备方法,提高目标产物的光电性能以及在保证苯胺低聚物电导性的同时提高低聚物的稳定性。     

稳定且宽电位窗口的掺铁二氧化锰超级电容器材料

利用简单的液相沉淀法制备出不同掺杂铁含量的二氧化锰超级电容器材料，旨在改善二氧化锰材料的电位窗口及稳定性。通过XRD、SEM和BET对其结构和形貌进行了表征，同时在中性电解液中采用循环伏安曲线（CV）、充放电曲线（PT）、循环性能测试、大电流充放电测试以及交流阻抗测试研究了其电化学性能。结构和形貌表征结果显示Mn/Fe-2.0具有较优的晶体结构和多孔特性，电化学测试结果显示Mn/Fe-2.0在中性电解质中表现出最好的电容性能，比电容可达489F/g，比未掺杂的纯二氧化锰材料提高了22%，同时具备稳定且宽的电位窗口，是超级电容器比较理想的正极材料。     

磷化钴材料在电化学能源领域的研究进展

当今时代,人类社会的发展日益依赖巨量的能源,这与不可再生资源有限的储量相矛盾,发展绿色清洁、高效可持续的可再生能源和能源利用技术迫在眉睫。磷化钴材料作为过渡金属磷化物的重要一员,由于其对氢的优异吸/脱附性能和特殊的晶体结构,广泛应用于电解水、超级电容器和二次电池等电化学能量储存与转化领域。然而目前磷化钴材料的应用还存在很多缺陷,在电解水反应中活性组分易分解,结构稳定性差;在超级电容器使用中活性位点暴露不足、电导率偏低;作为锂/钠离子电池电极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化而导致循环稳定性降低等。本文对磷化钴的晶体结构、制备方法及改良方法作了总结,对其应用于电解水、超级电容器和锂/钠离子电池的生效机理和发展近况进行概述。最后提出了存在的问题和未来的发展方向。