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离子液体型双电层电容器在45℃和3 V状态下的长周期运行研究
1
作者
叶珍珍
陈鑫祺
+7 位作者
张抒婷
汪剑
崔超婕
张刚
张磊
钱陆明
金鹰
骞伟中
《发电技术》
CSCD
2023年第2期213-220,共8页
对覆炭泡沫铝基介孔炭-离子液体双电层电容器在45℃、3 V状态下的长周期运行规律进行了研究。采用覆炭泡沫铝集流体嵌入介孔活性炭形成复合极片,以EMIBF4离子液体为电解液,组成3 cm×5 cm软包,在45℃、3 V状态下研究了长达1500 h充...
对覆炭泡沫铝基介孔炭-离子液体双电层电容器在45℃、3 V状态下的长周期运行规律进行了研究。采用覆炭泡沫铝集流体嵌入介孔活性炭形成复合极片,以EMIBF4离子液体为电解液,组成3 cm×5 cm软包,在45℃、3 V状态下研究了长达1500 h充放电的运行规律。结果发现,内阻变化率在10%左右,电容保持率高达98%,远优于有机液体型双电层电容器在2.7 V、65℃状态下的内阻与电容保持效果。还对比了离子液体型双电层电容器在2.7 V、65℃与3 V、45℃下的产气规律,结果表明,介孔炭-离子液体-覆炭泡沫铝型双电层电容器软包可以在3 V、45℃、1500 h条件下稳定工作。研究结果为进一步推进离子液体型双电层电容器的应用提供了坚实基础。
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关键词
储能
双电层电容器
离子液体
覆炭泡沫铝
介孔炭
高温老化
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职称材料
离子液体型超级电容器软包高温老化性能评测研究
被引量:
1
2
作者
叶珍珍
陈鑫祺
+6 位作者
汪剑
李博凡
崔超婕
张刚
钱陆明
金鹰
骞伟中
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期6351-6360,共10页
构筑了介孔炭,离子液体(EMIMBF_(4))与泡沫铝极片结构的超级电容器软包(容量为40 F),评测了其在2.7 V,65℃,1500 h老化实验中的性能。利用恒流充放电、恒流-恒压充放电模式评测,该电容器经过连续1500 h的高温处理后电容值衰减约10%,内...
构筑了介孔炭,离子液体(EMIMBF_(4))与泡沫铝极片结构的超级电容器软包(容量为40 F),评测了其在2.7 V,65℃,1500 h老化实验中的性能。利用恒流充放电、恒流-恒压充放电模式评测,该电容器经过连续1500 h的高温处理后电容值衰减约10%,内阻增加比例低于40%。与传统的乙腈基电解液软包对比,虽然乙腈基软包起始内阻低,但产气多,且高温循环条件下容量衰减比例和内阻增加比例均劣于离子液体基电解液。上述对比说明,离子液体基电解液在泡沫铝三维导电导热结构的配合下,具有了良好的长周期循环性能。同时,由于其无毒性,可以用于封闭的楼宇空间或其他场所,提供本质安全性。
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关键词
离子液体
超级电容器
高温老化
长寿命评价
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职称材料
基于离子液体的超级电容在3 V及65℃老化条件下的铝碳界面效应
3
作者
叶珍珍
张抒婷
+7 位作者
陈鑫祺
王瑾
金鹰
崔超婕
张磊
钱陆明
张刚
骞伟中
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期50-59,共10页
相比于传统乙腈电解液体系的超级电容器,离子液体基超级电容器具有工作窗口电压高,能量密度大,不可燃等优点,适用于碳中和时代清洁但不稳定电力领域的大规模储能。然而,目前的工作主要集中在对纽扣型离子液体-超级电容器的研究上,有关...
相比于传统乙腈电解液体系的超级电容器,离子液体基超级电容器具有工作窗口电压高,能量密度大,不可燃等优点,适用于碳中和时代清洁但不稳定电力领域的大规模储能。然而,目前的工作主要集中在对纽扣型离子液体-超级电容器的研究上,有关软包式离子液体-超级电容器的长循环寿命评测的报道较少。构建可靠的超级电容器用于长时间测试或在高温下开展加速老化测试,应考虑集流体/电极界面的良好接触,以最小化电荷转移电阻。本文以包覆不同碳层的泡沫铝为集流体,研究了超级电容器新系统中的碳-铝界面效应。通过环氧树脂薄膜碳化得到的均匀无定形碳层,相比通过PVDF粘附石墨烯碳层,赋予了铝相和碳相更强的相互作用。此外,为了充分挖掘大离子尺寸的离子液体电解液的潜力,本文采用介孔碳电极实现离子在介孔间的快速扩散。因此,本工作首次制备了由介孔碳电极、离子液体电解液和覆碳三维泡沫铝集流体组成的新结构软包式超级电容器。以自制的容量为37 F的不同软包式超级电容器件,通过3 V、65℃、500 h加速老化试验,研究了其时间依赖性的电化学性能,包括CV测试、恒流充放电测试、电容值、接触电阻、电化学阻抗谱等。相比石墨烯包覆的泡沫铝基器件,无定形碳层包覆的泡沫铝基器件表现出更高的电容保持率。此外,我们还对ESR进行了等效电路拟合,并深入分析了接触电阻、电荷转移电阻、韦伯电阻,研究了C-Al界面对高能量密度超级电容器的高性能和稳定性的影响。500小时老化测试前后的极片表征证实了上述结果。高温、高压条件使粘附石墨烯碳层的泡沫铝界面结构不可靠。而泡沫铝表面原位包覆的碳层在老化过程中表现出较强的相互作用和稳定的结构。这些坚实的数据为面向高能量密度、高功率密度和长循环寿命,进一步优化高窗口电压超级电容器提供了充足的信息。
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关键词
超级电容器
老化试验
碳-铝界面
离子液体
泡沫铝
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职称材料
超级电容器螺环季铵盐基电解液的共溶剂研究
4
作者
张刚
凤睿
+1 位作者
钱陆明
卢海
《电池》
CAS
北大核心
2021年第2期118-121,共4页
考察己二腈(ADN)、γ-丁内酯(GBL)和碳酸丙烯酯(PC)分别用作电解液1 mol/L SBPBF 4/AN的共溶剂(共溶剂质量分数为10%),对活性炭基超级电容器电化学性能的影响。使用不同共溶剂调制的电解液的超级电容器,均能在0~3.00 V的电压窗口内正常...
考察己二腈(ADN)、γ-丁内酯(GBL)和碳酸丙烯酯(PC)分别用作电解液1 mol/L SBPBF 4/AN的共溶剂(共溶剂质量分数为10%),对活性炭基超级电容器电化学性能的影响。使用不同共溶剂调制的电解液的超级电容器,均能在0~3.00 V的电压窗口内正常工作,但使用GBL的电解液抗氧化性不强,制备的超级电容器循环稳定性与功率特性较差。使用PC的电解液耐氧化能力较好,制备的超级电容器以1 A/g的电流在0~3.00 V循环4900次后的电容保持率高达95.1%(基于化成后的电容计算),比能量与比功率分别可达35.1 Wh/kg和8130 W/kg。ADN作为共溶剂虽然黏度较高,制备的超级电容器经耐压测试内阻偏大,但是循环与倍率性能与使用PC共溶剂时相近。
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关键词
超级电容器
电解液
螺环盐
溶剂
电压
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职称材料
题名
离子液体型双电层电容器在45℃和3 V状态下的长周期运行研究
1
作者
叶珍珍
陈鑫祺
张抒婷
汪剑
崔超婕
张刚
张磊
钱陆明
金鹰
骞伟中
机构
清华大学化工系
中天超容科技有限公司
江苏中天碳基材料有限公司
出处
《发电技术》
CSCD
2023年第2期213-220,共8页
基金
国家自然科学基金项目(22109085,21975142)
江苏省科技成果转化专项基金项目(BA2020058)。
文摘
对覆炭泡沫铝基介孔炭-离子液体双电层电容器在45℃、3 V状态下的长周期运行规律进行了研究。采用覆炭泡沫铝集流体嵌入介孔活性炭形成复合极片,以EMIBF4离子液体为电解液,组成3 cm×5 cm软包,在45℃、3 V状态下研究了长达1500 h充放电的运行规律。结果发现,内阻变化率在10%左右,电容保持率高达98%,远优于有机液体型双电层电容器在2.7 V、65℃状态下的内阻与电容保持效果。还对比了离子液体型双电层电容器在2.7 V、65℃与3 V、45℃下的产气规律,结果表明,介孔炭-离子液体-覆炭泡沫铝型双电层电容器软包可以在3 V、45℃、1500 h条件下稳定工作。研究结果为进一步推进离子液体型双电层电容器的应用提供了坚实基础。
关键词
储能
双电层电容器
离子液体
覆炭泡沫铝
介孔炭
高温老化
Keywords
energy storage
electrical double layer capacitor
ionic liquid
carbon-coated aluminum foam
mesoporous carbon
high temperature aging
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
TM53 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
离子液体型超级电容器软包高温老化性能评测研究
被引量:
1
2
作者
叶珍珍
陈鑫祺
汪剑
李博凡
崔超婕
张刚
钱陆明
金鹰
骞伟中
机构
清华大学化学工程系
中天超容科技有限公司
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期6351-6360,共10页
基金
中国博士后科学基金(2020M670342)
国家自然科学基金项目(21975142)。
文摘
构筑了介孔炭,离子液体(EMIMBF_(4))与泡沫铝极片结构的超级电容器软包(容量为40 F),评测了其在2.7 V,65℃,1500 h老化实验中的性能。利用恒流充放电、恒流-恒压充放电模式评测,该电容器经过连续1500 h的高温处理后电容值衰减约10%,内阻增加比例低于40%。与传统的乙腈基电解液软包对比,虽然乙腈基软包起始内阻低,但产气多,且高温循环条件下容量衰减比例和内阻增加比例均劣于离子液体基电解液。上述对比说明,离子液体基电解液在泡沫铝三维导电导热结构的配合下,具有了良好的长周期循环性能。同时,由于其无毒性,可以用于封闭的楼宇空间或其他场所,提供本质安全性。
关键词
离子液体
超级电容器
高温老化
长寿命评价
Keywords
ionic liquid
supercapacitor
high temperature aging
cycling life evaluation
分类号
TQ152 [化学工程—电化学工业]
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职称材料
题名
基于离子液体的超级电容在3 V及65℃老化条件下的铝碳界面效应
3
作者
叶珍珍
张抒婷
陈鑫祺
王瑾
金鹰
崔超婕
张磊
钱陆明
张刚
骞伟中
机构
清华大学化工系
江苏中天碳基材料有限公司
中天超容科技有限公司
出处
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期50-59,共10页
基金
National Natural Science Foundation of China(22109085 and 21975142)
Jiangsu Special fund project for transformation of scientific and technological achievements(BA2020058).
文摘
相比于传统乙腈电解液体系的超级电容器,离子液体基超级电容器具有工作窗口电压高,能量密度大,不可燃等优点,适用于碳中和时代清洁但不稳定电力领域的大规模储能。然而,目前的工作主要集中在对纽扣型离子液体-超级电容器的研究上,有关软包式离子液体-超级电容器的长循环寿命评测的报道较少。构建可靠的超级电容器用于长时间测试或在高温下开展加速老化测试,应考虑集流体/电极界面的良好接触,以最小化电荷转移电阻。本文以包覆不同碳层的泡沫铝为集流体,研究了超级电容器新系统中的碳-铝界面效应。通过环氧树脂薄膜碳化得到的均匀无定形碳层,相比通过PVDF粘附石墨烯碳层,赋予了铝相和碳相更强的相互作用。此外,为了充分挖掘大离子尺寸的离子液体电解液的潜力,本文采用介孔碳电极实现离子在介孔间的快速扩散。因此,本工作首次制备了由介孔碳电极、离子液体电解液和覆碳三维泡沫铝集流体组成的新结构软包式超级电容器。以自制的容量为37 F的不同软包式超级电容器件,通过3 V、65℃、500 h加速老化试验,研究了其时间依赖性的电化学性能,包括CV测试、恒流充放电测试、电容值、接触电阻、电化学阻抗谱等。相比石墨烯包覆的泡沫铝基器件,无定形碳层包覆的泡沫铝基器件表现出更高的电容保持率。此外,我们还对ESR进行了等效电路拟合,并深入分析了接触电阻、电荷转移电阻、韦伯电阻,研究了C-Al界面对高能量密度超级电容器的高性能和稳定性的影响。500小时老化测试前后的极片表征证实了上述结果。高温、高压条件使粘附石墨烯碳层的泡沫铝界面结构不可靠。而泡沫铝表面原位包覆的碳层在老化过程中表现出较强的相互作用和稳定的结构。这些坚实的数据为面向高能量密度、高功率密度和长循环寿命,进一步优化高窗口电压超级电容器提供了充足的信息。
关键词
超级电容器
老化试验
碳-铝界面
离子液体
泡沫铝
Keywords
supercapacitor
aging test
carbon-aluminum interface
ionic liquid
aluminum foam
分类号
TM53 [电气工程—电器]
O646.1 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
超级电容器螺环季铵盐基电解液的共溶剂研究
4
作者
张刚
凤睿
钱陆明
卢海
机构
中天超容科技有限公司
西安科技大学材料科学与工程学院
出处
《电池》
CAS
北大核心
2021年第2期118-121,共4页
文摘
考察己二腈(ADN)、γ-丁内酯(GBL)和碳酸丙烯酯(PC)分别用作电解液1 mol/L SBPBF 4/AN的共溶剂(共溶剂质量分数为10%),对活性炭基超级电容器电化学性能的影响。使用不同共溶剂调制的电解液的超级电容器,均能在0~3.00 V的电压窗口内正常工作,但使用GBL的电解液抗氧化性不强,制备的超级电容器循环稳定性与功率特性较差。使用PC的电解液耐氧化能力较好,制备的超级电容器以1 A/g的电流在0~3.00 V循环4900次后的电容保持率高达95.1%(基于化成后的电容计算),比能量与比功率分别可达35.1 Wh/kg和8130 W/kg。ADN作为共溶剂虽然黏度较高,制备的超级电容器经耐压测试内阻偏大,但是循环与倍率性能与使用PC共溶剂时相近。
关键词
超级电容器
电解液
螺环盐
溶剂
电压
Keywords
supercapacitor
electrolyte
spiro salt
solvent
voltage
分类号
TM533 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
离子液体型双电层电容器在45℃和3 V状态下的长周期运行研究
叶珍珍
陈鑫祺
张抒婷
汪剑
崔超婕
张刚
张磊
钱陆明
金鹰
骞伟中
《发电技术》
CSCD
2023
0
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职称材料
2
离子液体型超级电容器软包高温老化性能评测研究
叶珍珍
陈鑫祺
汪剑
李博凡
崔超婕
张刚
钱陆明
金鹰
骞伟中
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
3
基于离子液体的超级电容在3 V及65℃老化条件下的铝碳界面效应
叶珍珍
张抒婷
陈鑫祺
王瑾
金鹰
崔超婕
张磊
钱陆明
张刚
骞伟中
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
4
超级电容器螺环季铵盐基电解液的共溶剂研究
张刚
凤睿
钱陆明
卢海
《电池》
CAS
北大核心
2021
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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