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膨胀石墨/纳米氧化锌/锌复合电极材料的超级电容器性能?

奚瑞 , 王树林 , 李生娟 , 李来强 , 姜川

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.11.013

以膨胀石墨为原料,与滚压振动磨预处理得到的纳米锌粉混合,超声分散24 h制备膨胀石墨-纳米氧化锌及锌的复合电极材料(EG/ZnO/Zn).采用 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱分析仪(Ra-man),对材料的微观结构及成分表征.结果表明,复合材料中含锌和氧化锌,纳米锌粉颗粒和氧化锌纳米棒在膨胀石墨表面和层间分散良好,其中氧化锌纳米棒呈现出六方晶系纤锌矿结构,其直径大约为20 nm.利用电化学循环伏安和恒电流充放电对材料进行电化学电容性能测试,表明经处理的复合电极材料在0．1 A/g的电流密度下有明显的赝电容特性,比电容达147 F/g,其赝电容来源不只是欠电位沉积的化学吸附,还有氧化还原反应.

关键词: 超声分散 , 膨胀石墨 , 氧化锌纳米棒 , 赝电容 , 超级电容器

Optimized Synthesis of Carbon Aerogels via Ambient Pressure Drying Process as Electrode for Supercapacitors

YUAN Lei , CHANG Lijuan , FU Zhibing , YANG Xi , JIAO Xingli , TANG Yongjian , LIU Xichuan , WANG Chaoyang

武汉理工大学学报-材料科学版(英文版) doi:10.1007/s11595-015-1316-1

关键词:

Ordered Mesoporous Carbon/SnO2 Composites as the Electrode Material for Supercapacitors

武汉理工大学学报-材料科学版(英文版) doi:10.1007/s11595-011-0239-8

关键词:

NaOH活化法中碱炭比对孔结构和电化学性能的影响

谢应波 , 张维燕 , 张睿 , 成果 , 张传祥 , 乔文明 , 凌立成

材料科学与工艺

采用沥青焦为原料,以NaOH化学活化法制备出不同碱炭比(R)系列活性炭.用氮气吸附和脱附等温线计算出BET比表面积、DFT孔径分布及孔容,并且通过直流循环充放电、循环伏安等表征方法研究了其电化学性能.实验结果表明,R值对活性炭的BET比表面积、DFT孔径分布及孔容有良好的调控作用:当R=5时,其最大BET比表面积为1089m~2/g,孔容达0.53 cm~3/g,当R=3时,其孔径分布在1.0-2.0nm百分比达36.2%;其直流循环充放电曲线较好,循环伏安曲线也近似矩形,表明具有良好双电子层电容器电极材料特性,在3moL/L的KOH电解液体系中,最大质量比电容、体积比电容、单位面积比电容分别达202F/g、143F/cm~3、32.9μF/cm~2;在1 moL/L(C_2H_5)_4NBF_4/Pmpylene Carbonate(PC)电解液体系中,最大质量比电容、体积比电容、单位面积比电容分别达149F/g、107.3 F/cm~3、20μF/cm~2.对KOH和(C_2H_5)_4NBF_4/PC电解质吸附的最佳孔径分别为1.3nm,1.5nm左右.

关键词: 活性炭 , 化学活化 , 比表面积 , 超级电容器

聚苯乙烯基层次孔炭材料的超级电容器器件制作工艺研究

李争晖 , 莫建波 , 吴丁财 , 钟辉 , 邹冲 , 徐飞 , 符若文

功能材料

利用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安法深入研究了电极片质量、粘结剂PTFE的含量、平压压力和电解液KOH浓度等超级电容器器件制作工艺对聚苯乙烯基层次孔炭材料的电化学性能的影响。结果表明这些器件制作工艺对层次孔炭材料的储电性能有非常大的影响。当电极片质量约为9mg,PTFE含量为8%,平压压力为4MPa,KOH浓度为4mol/L时,层次孔炭材料的储电容量最大,可达135F/g;而当器件制作工艺不佳时,其储电容量出现不同程度的下降,最差时仅为56F/g,为最优工艺的41%。

关键词: 超级电容器 , 聚苯乙烯基层次孔炭材料 , 制作工艺 , 电化学性能

导电聚噻吩作为超级电容器电极材料的研究进展

袁美蓉 , 宋宇 , 徐永进

材料导报

作为超级电容器的电极材料,导电聚合物具有成本低、容量高、快速充放电和安全性高等优点.聚噻吩是其中一类重要的聚合物.综述了近年来噻吩聚合物及其与无机材料复合的电极材料应用于超级电容器中的研究进展,并指出具有p型和n型掺杂的噻吩聚合物及其复合材料是聚合物超级电容器电极材料的发展方向.

关键词: 导电聚合物 , 聚噻吩 , 超级电容器 , 共聚物 , 复合材料

玉米芯活性炭的制备及其电化学性能研究

邢宝林 , 陈丽薇 , 张传祥 , 郭晖 , 康伟伟 , 张乐 , 赵红雨 , 张扬

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.06.010

以玉米芯为原料,采用KOH活化法制备超级电容器用活性炭.利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能.研究了脱灰对玉米芯活性炭孔结构及其电化学性能的影响.结果表明,在碱炭比3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下,可以制备出比表面积为2019m2/g、总孔容为1.084 cm3/g、中孔率为15.6％的高比表面积活性炭.玉米芯经脱灰处理可以显著改善其所制活性炭的孔隙发达程度和中孔分布,脱灰玉米芯活性炭的比表面积、总孔容及中孔率分别可达2311 m2/g、1.246 cm3/g和26.0％.玉米芯活性炭电极材料在3 mol/L KOH的电解液中具有良好的电化学性能,其比电容量可达253 F/g.脱灰玉米芯活性炭电极的比电容量更高(可达278 F/g),比电容提高9.9％,且内阻更小.

关键词: 玉米芯 , 活性炭 , 超级电容器 , 电化学性能

超级电容器用MnO_2纳米棒的水热法合成和表征

邓梅根 , 冯义红 , 方勤 , 陈英放

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.05.015

采用水热法制备了超级电容器用MnO_2纳米棒.运用SEM、XRD和N_2吸附对实验制备的MnO_2进行了形貌和结构分析.通过循环伏安和恒流充放电测试研究了MnO_2的电化学性能.结果表明,实验制备的MnO_2纳米棒为仅型结构,直径为50-70nm,比表面积为105.2m~2/g.在-0.5-0.4V(vs.SCE)的电位范围内表现出典型的赝电容行为和良好的功率特性,电流密度为10mA/cm_2时,其比容达到413F/g.

关键词: 水热法 , MnO_2 , 超级电容器 , 比容

超级电容器用CeO2-MnO/3 D石墨烯复合材料的制备

李赵华 , 刘成宝 , 钱君超 , 陈志刚 , 陈丰 , 曹云岳

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160420.001

以西瓜瓜瓤为碳源,采用两步碳化法制备三维石墨烯(3D-Fiberbased Graphene,3D G)材料,并使用水热法制备了CeO2-MnO/3D G复合材料,以期获得比电容高,循环寿命好的石墨烯超级电容器电极材料。结果表明：3D G材料具有较高比表面积,最高可达到332 m2·g-1。CeO2-MnO/3D G复合材料具有三维导电网络结构,金属氧化物颗粒在石墨烯片层间生长均匀,粒径在10 nm 左右。电化学测试结果显示：在0.5 mol · L-1的Na2 SO4溶液中,电流密度1 A·g-1,当摩尔比 MnO∶CeO2=4∶1,复合负载量在80%时得到的 CeO2-MnO/3D G复合材料拥有最高比电容,达308.5 F·g-1,经过1000次循环充放电测试比电容保持率为95.5%。CeO2-MnO/3 D G复合材料电化学性能的提高主要是因为两种金属氧化物复合负载与石墨烯的协同作用。

关键词: 石墨烯 , CeO2 , MnO , 生物模板 , 超级电容器

氮掺杂石墨烯的简易制备及其超级电容性能

冯亚强 , 汤富领 , 郎俊伟 , 刘文文 , 阎兴斌

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12746

采用简易溶剂热法成功制备出了氮掺杂石墨烯(N-GNSs),结构表征显示其形貌良好.X射线光电子能谱(XPS)结果表明在溶剂热过程中,氧化石墨烯表面的大部分含氧功能团已被成功除去,而且二甲基甲酰胺中的氮原子通过吡咯氮和石墨氮的形式成功掺杂到石墨烯结构中.作为电极活性材料,N-GNSs展现出优异的电容特性,在2 mol/LKOH电解液中电流密度为0.5 A/g时比电容可达181.3 F/g.此外,N-GNSs还展示出良好的循环稳定性,2000次连续循环后容量仍保持为初始数值的92.5％.因此,氮掺杂石墨烯是一种潜在的超级电容器电极材料.

关键词: 石墨烯 , 氮掺杂 , 溶剂热 , 超级电容器