高倍率性能聚苯胺纳米线超级电容器电极材料的制备

采用简单的化学氧化聚合法,制备了分散性良好且尺寸均一的聚苯胺(PANI)纳米线电极材料,其直径和长度分别为~60nm和~1μm。三电极体系电化学测试结果表明PANI纳米线电极在电流密度为0.5A/g时的质量比电容为505F/g,电流密度从0.5A/g增至20A/g的电容保持率高达78%。PANI纳米线电极材料有望成为组装高倍率性能超级电容器的可选电极材料。

高性能CoAl-LDH六边形纳米片超级电容器电极材料的制备

采用简单的共沉淀法,制备了分散性良好且尺寸均一的钴铝层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)六边形纳米片电极材料,其尺寸约为2μm。三电极体系电化学测试结果表明,在电流密度为1A/g时,CoAl-LDH纳米片电极材料的质量比电容为723F/g,电流密度增加至20A/g时,电容保持率高达72%。CoAl-LDH纳米片电极材料有望成为组装高性能超级电容器的可选电极材料。

三维分级多孔结构钴镍复合微球的制备及其电化学性能研究

以六水硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]、六水硝酸钴[Co(NO3)2·6H2O]和尿素[CO(NH2)2]为原料,采用水热法制备了分散性良好且尺寸均一的钴镍复合物微球(CoNi-CM)。独特的三维分级多孔结构有效提高了CoNi-CM在电化学中参与氧化还原反应及电解质离子传输的能力。三电极测试结果表明,CoNi-CM电极材料表现出高比电容、高倍率性能及优异的循环稳定性,有望成为组装高性能超级电容器的备选电极材料。

四氧化三钴阵列材料的制备及电化学性质研究

以酸化后的高导电柔性碳布为基底,通过电化学沉积及辅助热处理技术在碳布表面均匀地生长了规整排列的四氧化三钴(Co_(3)O_(4))纳米片材料,纳米片厚度约为15nm,片层之间相互交织,形成三维网络多孔结构。这种独特的结构不仅增加了Co_(3)O_(4)纳米材料的有效利用率,而且缩短了电解质离子的传输通道,加速了其倍率性能。期待该材料成为组装高性能柔性电容器器件的备选电极材料。

二维纳米片层孔洞化策略及组装材料在超级电容器中的应用

功率密度高、倍率性能优异和循环性能好等特性使得超级电容器在储能领域显示了巨大的应用前景。尽管二维层状材料剥离形成的纳米片层不仅可为电化学反应提供独特的纳米级反应空间,而且由其组装的层状纳米电极材料具有化学和结构上的氧化还原可逆性及纳米片层水平方向上离子或电子快速传输通道。但是,纳米片层组装电极材料在纳米片层垂直方向上离子或电子传输存在障碍,对于超级电容器功率密度和能量密度的提高及实现快速能量储存非常不利。因此,如何通过改善离子或电子的快速传输,实现超级电容器大功率密度下的高能量密度是超级电容器电极材料发展的方向之一。本文主要综述了二维层状材料剥离成纳米片层,纳米片层孔洞化策略及组装孔洞化材料在超级电容器电极材料中的应用。纳米层孔洞化技术是改善层状电极材料在纳米片层垂直方向离子或电子传输的有效手段,为实现高比电容下的高倍率性能超级电容器电极材料制备提供了方法学。最后,对开发大功率密度下的高能量密度超级电容器电极材料提出了展望。

聚苯胺纳米球电极材料的制备及其电容性质

采用化学氧化聚合法,以聚乙烯醇(PVA)为稳定剂,制得直径约为200 nm的聚苯胺(PANI)纳米球电极材料。采用XRD、FT-IR、FESEM和TEM对电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。在三电极体系中测试PANI纳米球电极的电容性质,电流密度为0.5 F/g时PANI纳米球电极的质量比电容为494 F/g,当电流密度从0.5 F/g增加到20 F/g时电容保持率为71%。

高容量聚苯胺电极材料的结构化生长及电化学性质研究

目的通过化学氧化聚合法在高导电性碳布基底上生长聚苯胺纳米阵列材料(C-clothPANI),并通过三电极体系研究其电化学性质。方法在酸性介质中,以碳布为高导电性生长基底、过硫酸铵为氧化剂使苯胺单体发生聚合制备高容量结构化生长的聚苯胺电极材料。用拉曼光谱、X射线衍射和场发射扫描电镜等分析方法对其结构及微观形貌进行表征。在三电极体系中,以饱和甘汞电极作为参比电极、金属铂电极作为辅助电极、负载聚苯胺纳米材料的碳布作为工作电极,在1mol/L H2SO4电解液中进行循环伏安测试、恒电流充放测试。结果 C-cloth-PANI电极材料呈现纳米阵列结构,排列整齐。在电流密度为1A/g时,其质量比电容为595F/g。当电流密度增大至20A/g时,其倍率性能高达86.4%,优于PANI纳米电极材料(365F/g,75.3%)。结论将聚苯胺直接生长在高导电性基底上,有利于优化电极结构、提高电荷传输速度、增加活性材料利用效率。