高性能活性炭的制备及电化学应用

通过混酸氧化针状焦得到一种两亲性炭材料(ACM),采用X射线衍射(XRD),光电子能谱(XPS)和红外光谱分析(FTIR)对这种前驱体进行了表征,结果显示其中含有-NO2、-SO3H、-OH、-C=O等亲水性基团。用KOH对ACM进行活化,制备得到一种具有高比表面积,高中孔率的活性炭,并将其应用于双电层电容器(EDLC),具有优异的倍率性能。在0.05 A/g电流密度下的比电容为335 F/g,当电流密度增大至40 A/g时,比电容为245 F/g,容量保持率(C40/C0.05)高达73%。

大倍率二氧化硅/碳复合材料的制备及电化学性能表征

为了满足新能源储能及电动汽车对锂离子电池持续快速充电、慢速放电性能的要求,以正硅酸乙酯为二氧化硅前驱体,在两亲性炭材料(ACM)与聚乙二醇400(PEG400)形成的氢键限域体系中制备了大倍率二氧化硅/碳复合锂电负极材料(SiO_2-130/C)。材料表征结果表明,二氧化硅的粒径由500nm(未限域)降低到130nm(限域),同时,富碳的ACM在二氧化硅纳米颗粒表面构建了导电性良好的碳框架。在0.1A·g^(-1)和1A·g^(-1)的电流密度下,SiO_2-130/C的可逆比容量分别为527mAh·g^(-1)和347mAh·g^(-1),且在1A·g^(-1)的电流密度下连续400个充放电循环后,仍具有483 mAh·g^(-1)的可逆比容量,表现出优异的倍率性能及稳定的电化学性能。