微孔炭/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电容性能

纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的超级电容器电极材料,该文用简易的原位化学氧化法制备了微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了其电化学电容性能,结果表明,在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g,高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻(Rct)小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。

超级电容器用高比能量超级活性炭的结构与电化学性能

以沥青焦为原料,采用KOH活化法制备了具有高比表面积的超级活性炭(SAC),采用N2吸附、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其孔结构、微晶结构以及表面官能团进行了表征,研究了其作为超级电容器电极材料在1mol/L的Et4NBF4/碳酸丙烯酯电解液体系中的电化学特性。结果表明,所制活性炭的比表面积(SBET)达2893m2/g,孔径主要分布在1～4nm范围,其质量比电容(Cm)和能量密度分别达到190F/g和59W·h/kg。

竹基活性炭超级电容器研究进展

竹炭(BC)作为超级电容器电极材料具有原料易得,可再生且具有生长周期短、环境友好等特点,其制备的超级电容器具有成本低、容量高、充放电时间短、环境友好和安全性高等优点,受到人们的广泛关注。本文综述了近年来基于竹炭及其与金属氧化物材料和导电聚合物材料(聚苯胺)复合所得电极材料在超级电容器中的应用进展,指出具有高比表面积和可控孔径结构的竹炭与无机纳米材料和导电聚合物的复合是竹炭基超级电容器研究的重要发展方向。

2.7V/1500F聚合物电容器制备与性能

以中间相沥青为前驱体,以KOH和CO2为活化剂,采用物理—化学联合工艺制备了高比表面积的超级电容器用活性炭电极材料;以所制备的活性炭为电极材料制备了2.7V/1500F聚合物超大容量电容器,并对其充放电特性、容量、内阻、循环性能、漏电流、安全性能进行了测定。实验结果表明:所制备的活性炭为电极材料制成的碳基超级电容器,其充放电曲线表现出良好的电容特性,实际容量可达1 670F,活性物质的克容量为110.6F/g,电容器内阻在6mΩ以下;在大电流放电条件下,电容器的能量密度可达5.96 Wh/kg,5 000次循环后容量无明显的衰减现象。过充、短路、挤压和针刺四项安全测试测试结果良好。

活性炭/二氧化锰纳米复合材料的合成及超级电容性能

以商业活性炭为载体,通过硝酸表面改性活性炭,引入含氧官能团,为棒状二氧化锰（MnO2）和活性炭的结合提供桥梁。采用化学沉淀法在炭表面反应生成纳米结构的棒状二氧化锰,制备二氧化锰/改性活性炭（MnO2/OAC）复合电极材料。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对其结构进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电对其电化学性能进行研究。结果表明,生成的MnO2均匀地负载在碳的表面,颗粒的直径在20~50nm;在1mol/L的Na2SO4电解液中,MnO2/OAC6复合电极材料体现了极佳的比电容,达到369.7F/g。材料优异的电化学性能归功于活性炭发达的孔隙结构和MnO2提供的法拉第电容。

多孔纳米碳纤维的制备及其在超级电容器中的应用研究

利用溶胶凝胶燃烧法制备了碱金属氧化物掺杂的铜催化剂,并使用这种催化剂在不同的温度、掺杂比例下通过热CVD法合成出了具有多孔分叉结构的纳米碳纤维。通过TEM、HRTEM、BET和激光拉曼光谱等手段对产物进行表征,显示这种纳米碳纤维的比表面积可高达1162m2/g,远高于普通的碳电极材料,并且具有非常丰富的中孔结构,克服了常规碳纳米纤维在应用中表现出的相对有效利用面积不大,比电容不高等缺陷,具备做电极材料的潜力。在将其应用于超级电容器电极材料后,利用二次电池测试仪及电化学工作站对其进行了循环伏安曲线及恒流充放电曲线的测试,结果显示这种纳米碳纤维具有良好的电化学电容行为,电极的可逆性良好,并且比电容值高达203F/g。这些发现将有助于碳纳米材料可控制备的研究,并且提供了一种有一定应用潜力的超级电容器电极材料。

35V混合超级电容器的性能研究

以Al/Al2O3为阳极,活性炭为阴极,研制了一种电压为35 V、电容为50μF、能量密度为0.326 J/cm3的混合超级电容器。恒流充放电测试结果表明:它具有快速充放电的能力,能量密度比47μF铝电解电容器提高了约6倍。频谱阻抗分析表明:频率特性曲线接近于理想超级电容器,具有良好的电容特性和频率特性。

石墨烯基纤维电容器的可控制备及应用

超级电容器又名电化学电容器,是一种绿色储能器件。超级电容器的研究,从根本上讲是寻找比表面积大且可以被充分利用的电极材料。石墨烯作为sp2杂化碳质材料的基元单位,具有独特的二维结构和优异的物化特性,使得其在超级电容器领域具有巨大的应用潜力,其中石墨烯纤维超级电容器受到了研究工作者越来越广泛的关注。本文通过对一维石墨烯纤维的自组装以及与制备材料的共组装来作为超级电容器的电极材料,对其可控制备进行了系统的归纳和总结,可控构建独特的电极材料,使其性能得以优化,组装出高性能的超级电容器,并对相关领域的发展趋势做了展望。

超级电容寿命影响因素的实验研究

超级电容已用于混合动力汽车上,对混合动力汽车的节油率至关重要。本文通过实验方法研究了温度、电压和电流对超级电容寿命的影响,为延长超级电容的使用寿命提供参考。

非晶态合金Co-B和Ni-B用作超级电容器电极材料

采用化学还原法制备Co-B和Ni-B合金。XRD和透射电子显微镜分析结果表明:Co-B和Ni-B是非晶态材料,并且是球形的小颗粒。循环伏安、恒流充放电测试结果表明:在6 mol/L KOH中,非晶态Co-B和Ni-B电极材料在扫描速率为5 m V/s时的比电容分别为302 F/g和523 F/g。非晶态Co-B和Ni-B是合适的超级电容器电极材料,尤其是Ni-B。

轨道交通超级电容能量回收控制系统设计

根据能量回收系统检测、控制策略与通信功能要求,设计了控制系统软硬件,较好实现了对能量回收系统的控制。系统通信部分采用光纤CAN总线进行内部通信,有效解决了高压强电磁环境抗干扰问题。文章还设计了一种简易光纤集线器,用于实现光纤构成CAN总线形式。

基于DSP控制器的超级电容管理系统研究

详细分析了大规模超级电容储能模块管理系统需求。在此基础上设计基于电池管理芯片LTC6803和DSP控制器TMS320F28335的集散式系统架构的超级电容管理系统,实现了实时监控超级电容单体电压、电流、温度、荷电状态估算、保护报警、通信等功能,并拓展了在线辨识超级电容经典RC模型参数的功能。经试验证明,该系统能满足超级电容管理系统的要求。

超级电容器活性炭材料改性的研究进展

超级电容器作为一种新型的储能装置得到了人们极大的关注。其电极材料从某种程度上决定了超级电容器性能的好坏。活性炭材料具有比电容较高,原料丰富,价格便宜,循环寿命较长以及稳定性高等特点。本文主要阐述了近年来超级电容器活性炭材料的改性研究进展。

石墨烯在超级电容器电极材料中的应用

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理性质,如高电导率、高比表面积等,是目前最具潜力的超级电容器的电极材料之一。本文综述了石墨烯作为超级电容器电极材料的研究进展,包括石墨烯的改性与结构设计、石墨烯与赝电容电极材料复合(如金属氧化物和导电聚合物)、石墨烯与其他炭材料复合等。并对石墨烯应用到超级电容器电极材料中存在的问题展开了讨论。