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Nickel Oxide as an Electrode Material for Supercapacitors

Kui LIANG , Ai CHEN , Li HE , Wei WANG

材料科学技术（英文）

The preparation of Ni oxide films and their capacitive mechanism are discussed in this paper. Nickel oxide film electrodes perform pseudocapacitance in aqueous KOH and NaOH but perform double layer capacitance in LiClO4/PC (propylence carbonate). The effect of increasing the specific capacitance was observed when Ni oxide film electrodes are doped with Co. A specific capacitance of around 70 F/g was achieved when using Ni oxide films doped with Co as electrodes and 1 mol/L aqueous KOH or NaOH as an electrolyte.

关键词: Supercapacitor , null , null , null

纳米结构的炭钌复合物-一种提高超级电容器性能的电极材料

崔光磊 , 周新红 , 智林杰 ,

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.04.003

报道了一种利用氧化硅模板,裂解简单易得的含钌有机物制备纳米结构炭/钌复合物的方法.在该复合物中,钌纳米颗粒均匀地分布在多孔的炭基体中.该复合物被电氧化所得炭/RuO2·xH2O的超级电容性质明显提高(10 mV/s 时229 F/g ).

关键词: 电极 , 纳米材料 , 超级电容器 , 炭 , 钌

三维石墨烯网络在超级电容器中的应用

李晨 , 张熊 , 王凯 , 张海涛 , 孙现众 , 马衍伟

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60185-8

三维石墨烯网络(3DGNs)能够缩短电解质离子的扩散距离，提供快速电子输运通道，并能充当骨架以与赝电容材料进行复合，因而在超级电容器中得到了广泛应用。本文主要综述近年来三维石墨烯网络及其复合材料在超级电容器电极材料方面的的进展，论述提升三维石墨烯基超级电容器性能的途径，最后展望了未来三维石墨烯网络的前景。

关键词: 三维 , 石墨烯 , 超级电容器 , 纳米结构 , 能量存储

一步水热法制备氢氧化镍ˉ石墨烯复合材料及其电化学性能

袁博 , 郑晓雨 , 张辰 , 吕伟 , 李宝华 , 杨全红

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(14)60147-5

通过一步水热法制备出具有三维网络结构的氢氧化镍ˉ石墨烯复合材料(Ni(OH)2ˉGS)。这一独特的结构可以提供良好的离子传输通道,同时可以有效地提高氢氧化镍与电解液的接触面积和材料的导电性。结果表明,Ni(OH)2的质量分数为84%时,复合材料具有最佳的电化学性能,在5 mV·s-1的扫速下比电容为1461 F·g-1,在100 mV·s-1的扫速下比电容为682 F·g-1(容量保持率为47%),并且具有良好的循环稳定性。

关键词: 超级电容器 , 氢氧化镍 , 石墨烯 , 三维网络结构

超级电容器用聚苯胺/活性炭复合电极的研究

王琴 , 李建玲 , 高飞 , 李文生 , 武克忠 , 王新东

新型炭材料

通过循环伏安法在多孔活性炭表面沉积了聚苯胺膜,并采用扫描电子显微镜、交流阻抗潜以及恒电流允放电技术对聚苯胺、活性炭和聚苯胺/活性炭复合电极进行了研究.结果显示:聚苯胺在活性炭表面形成一层由多孔网状结构组成的均匀的膜.聚苯胺/活性炭复合电极比活性炭电极具有更高的容量,同时比聚苯胺电极具有更好的循环稳定性.聚苯胺/活性炭复合电极的比电容为587F/g,而活性炭电极仅为140F/g.在50次充放电循环后,聚苯胺电极比电容从513降至334F/g,而聚苯胺/活性炭复合电极从415F/g下降为383F/g.

关键词: 超级电容器 , 聚苯胺 , 活性炭 , 循环伏安 , 比电容

不同形貌纳米炭/聚苯胺复合材料对超级电容器电化学性能的影响

周光敏 , 王大伟 , 李峰 , 张莉莉 , 翁哲 , 成会明

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(11)60075-9

通过原位化学聚合制备了不同形貌的纳米炭材料(炭黑,碳纳米管及石墨烯纳米片)/聚苯胺复合电极材料.分析表明:石墨烯/聚苯胺复合材料相比于炭黑/聚苯胺、碳纳米管/聚苯胺复合物及纯聚苯胺,具有产率和比容量高,内阻低及明显提高的循环稳定性和倍率性能.石墨烯/聚苯胺复合材料更好的电化学性能归因于:(a)二维平面结构石墨烯有利于大量聚苯胺在其表面均匀沉积及更多的活性位使聚苯胺和电解液离子接触,从而有利于聚苯胺得失电子促使氧化还原反应的顺利进行;(b)石墨烯间的面接触有利于构建电子的快速传输网络使电极材料具有更低的电阻;(c)石墨烯及聚苯胺层层堆叠结构具有柔性包覆限制作用,可有效防止聚苯胺在充放电过程中因膨胀和收缩而从石墨烯表面脱离.

关键词: 纳米炭 , 石墨烯 , 碳纳米管 , 聚苯胺 , 超级电容器

氧化煅前针状焦制备超级电容器用纳米多孔炭

王九洲 , 王立群 , 陈明鸣 , 王成扬 , 张翠 , 何琲

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60180-9

经混酸HNO3/H2 SO4氧化后,煅前针状焦( GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6 mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40 A/g下的质量比容量为248 F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%；而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。

关键词: 超级电容器 , 水可分散中间体 , 表面性质 , 多孔结构 , 倍率特性

嵌段共聚物直接热解法制备介孔炭材料及其在超级电容器中的应用

汪勇 , 孔令斌 , 李晓明 , 冉奋 , 罗永春 , 康龙

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60191-3

以嵌段共聚物为前驱体,通过直接热解聚丙烯腈嵌段苯乙烯( PAN-b-PS-b-PAN)制备新型纳米多孔炭材料。炭材料制备依赖于嵌段共聚物分子的设计,而分子量可控、分布范围较窄的嵌段共聚物则通过可逆加成链转移( RAFT)聚合方法合成。所制炭材料不仅具有较高的比表面积(950 m2·g-1),且在2~4 nm的介孔范围内孔径得到良好的控制。此外,作为电极材料在2 mol/L KOH电解液中表现出高的比容量(185 F·g-1,电流密度为0.625 A·g-1),且显示较好的循环寿命,经10000次循环后,能够保持初始比容量的97.5%。通过不同分子量聚合物的设计,制备结构新颖的多孔炭材料,可应用于高性能超级电容器。

关键词: 嵌段共聚物 , 介孔炭 , 聚合物炭化 , 能量存储 , 超级电容器

Nickel Oxide as an Electrode Material for Supercapacitors

材料科学技术（英文）

关键词:

由煤沥青高效制备高性能超级电容器用多孔炭

何孝军 , 李晓静 , 王晓婷 , 赵楠 , 余谟鑫 , 吴明铂

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(14)60150-5

在较低氢氧化钾用量的条件下,采用一步微波辅助KOH活化法由煤沥青成功制备出多孔炭材料。在KOH/沥青质量比为2∶1,采用30 min微波辅助KOH活化所得多孔炭(PC2ˉM)的比表面积达1786 m2/g。在KOH、K2SO4、Na2SO4、Li2SO4水性电解液及四乙基四氟化硼酸铵盐/碳酸丙烯酯有机电解液中,研究了PC2ˉM电极的电化学性能。在6 mol/L KOH水性电解液中,在0.1 A/g的电流密度下,多孔炭电极的比容达267 F/g；在0.5 mol/L K2 SO4中性电解液中,多孔炭电容器的能量密度高达12.0 Wh/kg,对应的功率密度为1318 W/kg。因此,一步微波辅助氢氧化钾活化煤沥青是一种简单、高效且低能耗的制备超级电容器用高性能多孔炭的方法。

关键词: 煤沥青 , 多孔炭 , 微波辅助氢氧化钾活化 , 超级电容器