浅谈镍内电极瓷介电容器评估方法的建立

本文在参照国内外相关评估方法的基础上,主要从镍内电极瓷介电容器的固有特性及用户适用性角度建立镍内电极瓷介电容器的评估方法,对镍内电极瓷介电容器的固有可靠性及使用可靠性进行评估,以满足型号可靠性要求。

钴镍基二元超级电容器电极材料的电化学性能

以泡沫镍为集流体,采用压片法,在8MPa压力下制备钴镍基一/二元超级电容器电极材料.通过电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明,钴镍基二元超级电容器电极材料的综合电化学性能高于相应的一元电极材料.

超级电容器用NiCo-LDH电极材料研究进展

镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)具有理论比电容大、成本低等优势,作为超级电容器电极材料得到广泛研究,但导电性能和电化学性能较差,限制了实际应用。简要介绍NiCo-LDH电极材料的储能原理、电化学性能影响因素(如比表面积、孔径和导电性等)和制备方法,其中包括水热法(溶剂热法)、微波法、电化学沉积法、化学共沉淀法和牺牲模板法等。重点介绍NiCo-LDH电极材料的改性研究(如改变形貌、制备复合材料等),并对研究方向进行展望。

电镀工艺对多层瓷介电容器介电性能的影响

用滚镀和静态电镀的实验方法研究了电镀过程对多层瓷介电容器（ＭＬＣＣ）的介电性能的影响。镀镍后，ＭＬＣＣ的电容量略有提高，损耗和温度系数几乎没有变化。镀锡后，ＭＬＣＣ的电容量下降幅度较大，损耗增大，并且随着温度的升高而迅速增加，从而导致电容量变大，进而使电容量温度系数增大。并且高温损耗随着测试频率的提高而降低。将ＭＬＣＣ置于正在电镀的镀镍液和镀锡液中浸泡，发现镀锡液较镀镍液对ＭＬＣＣ有更强的渗入能力和侵蚀能力。

超级电容器镍钴硫化合物电极材料的研究进展

超级电容器是一种具有使用温度范围宽、充电时间短、充放电效率高的新型绿色储能器件。本文首先介绍了超级电容器的研究背景和储能机制,总结了镍钴硫化合物这一类电极材料的优缺点和反应机理。然后重点阐述了目前镍钴硫化合物的主要制备方法及最新研究进展,如共沉淀法、水热/溶剂热法、电化学沉积法,并且介绍了制备条件对电化学性能产生的影响。最后指出了镍钴硫化合物存在的一些问题,并提出镍钴硫化合物与炭材料复合是未来这类电极材料的发展方向。

纳米MnO_2超级电容器电解液性能研究

利用溶胶凝胶法制备纳米MnO2,由该样品制成的电极在(NH4)2SO4电解液中表现出良好的电容性能。考虑到(NH4)2SO4溶液对集流体泡沫镍的腐蚀,开展了向(NH4)2SO4溶液中加入添加剂(Na2SO4、K2SO4、MgSO4)以减缓(NH4)2SO4对泡沫镍腐蚀的研究,研究了添加剂的添加量和电解液的摩尔浓度对MnO2电极的电化学性能和对泡沫镍的腐蚀程度的影响。发现采用MgSO4的摩尔百分含量为50%、电解液的摩尔浓度[以(NH4)2SO4+ 添加剂的摩尔浓度计]为0.5 mol·L-1的电解液基本上不降低MnO电极的电化学性能,却大幅降低对泡沫镍的腐蚀程度。

三维孔道NiMn-MOF电极材料制备及电化学性能研究

针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF的合成以及暴露出更多的活性位点,通过不断优化工艺参数(水热温度和水热时间),进行对比获得了高比容的NiMn-MOF电极材料。同时借助扫描电子显微技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)、X射线衍射技术(XRD)对电极材料的形貌和晶体结构进行详细的表征,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)进行电化学性能分析。在6 mol/L的KOH电解液中进行三电极测试,结果表明当电流密度为0.5 A/g时,其比容量高达1023.5 F/g。以双金属NiMn-MOF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器,在电流密度为0.5 A/g时,其比容量为94.37 F/g,并使用该器件成功点亮红色LED灯,表明所制备的双金属NiMn-MOF纳米片具有良好的电化学性能,为超级电容器电极材料的制备提供了新的思路。

楔形无引线瓷介电容器电极制作及瓷体炸裂问题的研究

为了生产一种可靠性高、大容量、小体积、可焊性好、不炸裂、安装简便的楔形无引线瓷介电容器,通过调整瓷料配方和改进化学镀镍生产工艺制作电极,解决了该电容器在高温浸焊及安装上瓷体炸裂问题,并使该电容器本身的电参数性能有明显改善。利用此种工艺制作的楔形无引线瓷介镍电极电容器,不仅解决了生产的技术难题,提高了产品质量,并降低了生产成本。

Ni-Co LDHs纳米片阵列用于超级电容器电极的研究

碳基和金属层状双氢氧化物(LDHs)材料的集成是一种制备具有良好电化学性能的超级电容器电极的有效方法。采用水热法将镍钴氢氧化物(Ni-Co LDHs)纳米片直接生长在碳布上作为超级电容器的电极材料,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的相组成、晶体结构以及表面形貌进行表征,并通过电化学工作站进行电化学性能表征。结果表明:通过水热法得到的Ni-Co LDHs纯相为三方层状结构,空间群是R3m,并呈现出纳米片状阵列形貌。其特殊的层状结构及阵列形貌对材料的电化学性能产生了一定的影响。在三电极体系下,Ni-Co LDHs在3 M KOH电解质中时,1 A/g的电流密度下比电容高达732.0 F/g;当与活性炭(AC)电极组成非对称超级电容器Ni-Co LDHs//AC时,在1 A/g的电流密度下其比电容为108.7 F/g;功率密度为775.0 W/kg时的能量密度高达36.2 Wh/kg,且经5000次循环后其容量保持率在40%。同时,由Randles-Sevick公式计算可知Ni-Co LDHs材料拥有与锂离子相当的扩散系数1.18×10-10 cm2/S,并进一步通过定量动力学分析表明Ni-Co LDHs属于电池类材料,且其氧化还原过程是典型的由扩散控制的电荷存储类型。这些良好的性能都显示了Ni-Co LDHs作为超级电容器电极材料具有较好的储能应用潜力。

多级结构镍钴氧化物复合材料的制备及其电容性能

为提升Co3O4材料的实际电容性能,设计一种多级结构的双金属镍钴复合材料。采用水热法将碱式碳酸钴纳米片原位生长于碳纤维布上(CC@CCH NS);再利用电沉积法将层状结构的镍钴双氢氧化物生长在碱式碳酸钴纳米片上(CC@CCH NS@NiCo LDH),退火处理后得到多级结构CC@Co3O4@NiCo2O4复合材料。测试结果表明:CC@Co3O4@NiCo2O4复合材料在2 mA/cm2的电流密度下比电容为1175 mF/cm2;当电流密度升高至20 mA/cm2时,其比电容仍保持在1068 mF/cm2;并且在15 mA/cm2的电流密度下循环5000后仍保留了97.1%的初始电容,且各项电化学性能均高于CC@Co3O4,这意味着多级结构和双金属体系的引入使复合材料的性能得到了极大提升。

絮状三元镍钴铁氢氧化物电极材料的制备及其电化学储能性能

采用一步溶剂热法在泡沫镍(NF)基底上合成了镍钴氢氧化物、镍铁氢氧化物及镍钴铁氢氧化物3种电极材料,并对其电化学性能进行测试,结果表明:三元镍钴铁金属电极的储能性能要远大于其他2种二元金属电极,其在2 mA·cm^(-2)电流密度下能达到5.11 F·cm^(-2)的面积比电容,并且构筑的非对称超级电容器在功率密度为46.814 W·m^(-2)时所能达到的最大能量密度为5.994 Wh·m^(-2)。研究发现三元镍钴铁金属电极的优异储能性能可归因于其疏松的絮状结构使其在单位体积内具有更大的比表面积,能储存更多的电荷,同时掺杂钴、铁元素后,可增强电极内部电子转移,降低活性物质和电解液之间的接触电阻,提高导电性。

钇锰离子共掺杂对Ni内电极MLCC介电性能的影响

对具有Y5V特性的BCTZ系抗还原介质材料进行了施主离子(Y3+)和受主离子(Mn2+)共掺杂。以该电介质制备出多层陶瓷电容器,并测试了其介电性能。讨论了Y3+和Mn2+离子共掺杂对Y5V特性的BCTZ系介质材料介电性能的影响。通过施主-受主掺杂,电容器的耐压升高,损耗降低,介电常数减小。并且,容量温度系数满足Z5U特性。

K_(3)Fe(CN)_(6)增强钴镍基硒化物的电化学性能研究

作为一种新型的电化学储能器件,超级电容器具有高功率密度,长循环寿命等优点。然而,超级电容器普遍具有能量密度低的缺陷,限制了其在高能量密度领域的应用。寻找具有高比电容的赝电容电极材料是目前研究重点。此外,在常规电解液中添加氧化还原添加剂,亦被认为是一种有效提升超级电容器电化学性能的手段。采用共沉淀法制备了作为超级电容器电极材料的多孔钴镍基过渡金属硒化物(NCSe)立方体,同时在碱性电解液中添加了具有氧化还原活性的K_(3)Fe(CN)_(6)的添加剂。研究结果表明,在电解液中加入K_(3)Fe(CN)_(6),可使超级电容器的电化学特性得到提升。在2 A∙g^(−1)电流密度下,在1 mol∙L^(−1)的KOH电解液中,NCSe比电容仅仅为48.1 F∙g^(−1);而当电解液中添加0.02 mol∙L^(−1)的K_(3)Fe(CN)_(6)后,在同样的电流密度下,NCSe比电容高达1070.1 F∙g^(−1)。因此,在碱性电解液中加入一定量的具有氧化还原作用的K_(3)Fe(CN)_(6)添加剂,可以有效提升超级电容器的电化学性能。

超级电容器用镍锰基二元金属氧化物电极材料

赝电容电容器相比于双电层电容器拥有更高的比容量(大约10~100倍),由于在充电/放电过程中法拉第反应同时在电极材料表面和内部发生。因此,会产生更多电子,拥有更大的比容量。目前,赝电容电极材料的研究主要集中在金属氧化物和导电聚合物。镍锰基金属氧化物具有较高的理论比容量、成本低、无毒、环境友好等优点,但是其实际的电化学性能远低于理论值。因此,为了提升材料的电化学表现,研究者提出许多有效的策略,例如:制备不同种类金属氧化物作为电极材料;采用不同的工艺制备高比表面积的材料以及不同材料之间的复合产生协同作用等。本文综述了镍锰基二元金属氧化物(NiMnO3、NiMn2O4和Ni6MnO8)作为赝电容电极材料在超级电容器上的应用进展,同时结合目前研究方法进一步提出未来金属氧化物电极材料方面的发展方向,为继续深入研究提供一定的指导作用。

Co_xNi_(1-x)层状双氢氧化物复合材料的制备及其超级电容器性能

通过化学共沉积方法制备了具有高比电容的介孔CoxNi1-x层状双氢氧化物(LDHs)复合材料。采用电子能谱、红外、X射线衍射、场发射扫描电镜等表征了产物的组成、结构和形貌。循环伏安、恒电流充放电等测试表明,Co0.5574Ni0.4426LDH复合材料具有最佳的电容性能,在1A/g的电流密度下,比电容高达2552F/g,且循环1000周后,比电容仍能保持90.6%,呈示该复合材料具有优异的电化学性能。

静电纺PPy/PAN纳米纤维包芯纱超级电容器电极的制备

利用静电纺丝技术制备了以镀镍棉纱为芯纱的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维包芯纱,然后接枝聚吡咯(PPy),设计出一种新型的纱线型超级电容器电极,解决了传统电容器能量密度低、柔性差的问题,并对其形貌结构和电化学性能进行了表征。结果显示,所制备的PPy/PAN纳米纤维包芯纱中,镍材料能均匀涂覆在棉纤维的表面,PPy能够均匀致密地接枝在PAN纳米纤维表面,质量比容量高达31.25 F/g,显示出了很好的电化学性能。这种超级电容器电极材料可应用于柔性的可穿戴功能性纺织品上,具有很好的应用前景。

N-CNTs/NiCo-LDH复合材料的制备及电化学性能

通过高温碳化聚吡咯纳米管制备了氮掺杂碳纳米管(N-CNTs),并采用共沉淀法将镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)原位生长在N-CNTs上,制备出具有三维互联网状结构的N-CNTs/NiCo-LDH复合材料.研究了镍钴摩尔比对N-CNTs/NiCo-LDH复合材料形貌结构和电化学性能的影响.结果表明,当镍钴摩尔比为1∶2时,N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH具有最佳的电化学性能.在1 A/g电流密度下,其比电容可达1311.8 F/g;当电流密度为10 A/g时,电容保持率高达88.3%,展现出优异的倍率性;在经过2500次循环后,电容保持率仍可达76.4%,具有良好的循环稳定性.由N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH与活性炭(AC)电极所构建的N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH//AC水系混合型超级电容器,在750 W/kg功率密度下,具有27.19 W·h/kg的高能量密度.