NiCo_(2)O_(4)//GO非对称超级电容器电动汽车动力系统应用仿真

将制备的NiCo_(2)O_(4)电极进行电化学性能测试,结果表明,NiCo_(2)O_(4)电极活性材料通过准可逆的氧化还原反应进行储能,表现出良好的电化学性能.进而使用Simulink仿真模拟了非对称超级电容器单体的放电过程,并使用AVL CRUISE仿真计算了超级电容器-锂离子电池复合储能系统的电动汽车行驶过程.结果表明,汽车在WLTC循环工况下的最大电池功率为38.0 kW,行驶时间为4.9 h,续航里程为224.4 km,相比单独的锂离子电池储能系统最大电池功率减小了31.3%,续航里程提高了11.4%.超级电容器对复合储能系统的电动汽车起到了平衡电池功率和提高续航里程的作用.

炭基非对称型超级电容器的研究进展

基于碳材料的超级电容器因其高功率密度、快速充放电能力而在电化学储能技术领域发挥着重要的作用,但是较低的能量密度严重限制其发展应用。相较于常规对称型超级电容器,非对称型超级电容器可以充分利用理论工作电压窗口,大幅拓宽工作电压进而提升整体能量密度。本文简单介绍了非对称型超级电容器的优势与分类,以及在电极电位拓宽策略方面的最新研究进展,为未来开发新型超级电容器提供参考方向。

ZnCo_(2)O_(4)-ZnO@C@CoS核壳复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

超级电容器以其高功率性能、稳定的循环性能和优良的安全性等独特优势,作为储能器件在新能源汽车和移动电子设备等方面极具前景。然而,其能量密度相对较低,限制了实际应用。为提升电化学活性,本研究通过简便的溶剂热法、煅烧处理和电化学沉积技术,在碳包覆的ZnCo_(2)O_(4)-ZnO微球上沉积了CoS纳米片(ZCO-ZO@C@CoS)。碳层不仅可以促进电子传输,增强导电性,还提升了结构的稳定性;CoS纳米片之间形成的开放网络空间促进了离子快速传输。此外,CoS纳米片具备丰富的电活性位点,实现了快速可逆的氧化还原反应;核壳结构内部的纳米线、碳层和外层纳米片的共同作用,有效提升了材料的整体电化学性能。因此,ZCO-ZO@C@CoS在1.5 A·g^(−1)时的比电容达到1944 F·g^(−1)(972.0 C·g^(−1)),20 A·g^(−1)高电流密度下循环10000次后比容量保持率为75%。由ZCO-ZO@C@CoS(正极)和活性炭(负极)组成的非对称超级电容器器件也表现出优异的比电容、高的倍率性能和优异的循环稳定性,显示出良好的应用前景。

高性能镍钴磷化物的制备及其在超级电容器中的应用

过渡金属磷化物作为新兴的超级电容器材料受到越来越多的关注。以碳布(carbon cloth,CC)为基底,先以氯化镍、硝酸钴为原料通过水热法获得镍钴硫化物,再以次亚磷酸钠为原料,通过低温磷化法最终获得镍钴磷化物(Ni1/2Co_(1/2)P/CC)。电化学测试结果表明:在电流密度2 mA/cm^(2)下,Ni_(1/2)Co_(1/2)P/CC的比电容高达0.87 F/cm^(2),在30 A/cm^(2)下充放电2000次后,电容保持率为80.22%。此外,以Ni_(1/2)Co_(1/2)P/CC为正极,活性炭(activated carbon,AC)为负极组装的非对称超级电容器(Ni_(1/2)Co_(1/2)P/CC∥AC/NF)在104.99 mW/cm^(3)的功率密度下,能量密度高达0.25 mWh/cm^(3)。

高性能钴铝双金属氢氧化物超级电容器储能性能研究

设计高性能电极材料是提高超级电容器比电容的关键,具有挑战性。在此通过简单的共沉淀法制备了具有三维层状结构的电极材料。电化学测试表明,CoAl-LDH电极在1 Ag−1时的比电容可达805.0 Fg−1,循环4000圈后,比电容仅衰减5.7%。将CoAl-LDH作为正极,办公废纸衍生的碳材料AC为负极构建非对称超级电容器。基于CoAl-LDH//AC的非对称超级电容器(ASC)在749.2 W kg−1时具有34.9 Wh kg−1的高能量密度,并且在3000次循环后具有出色的容量保持率95.6%。并由两个串联器件驱动风扇模型和小船模型。

非对称型电化学超级电容器的研究进展

非对称型电化学超级电容器是一种介于超级电容器和二次电池之间的新型储能元件,它同时具备超级电容器和二次电池的特性,即高的比能量和比功率、良好的快速充放电能力和循环性能。综述了非对称型电化学超级电容器的工作原理和研究进展。

掺CeO_2纳米MnO_2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。

NiO/AC非对称超级电容器的研究

通过热处理球形Ni(OH)2得到NiO粉末,将其作为正极与活性炭(AC)负极组装成非对称超级电容器,用恒流充放电测试分析了超级电容器的电容特性。讨论了正负极活性物质比例、充放电电流和热处理时间对超级电容器比电容量、内阻的影响。结果表明:正负极活性物质比为1∶3,工作电流密度为200 mA/g,当Ni(OH)2的热处理时间为2h,充电电压为1.3 V时,超级电容器的双电极比电容量可达71.5 F/g。

介孔-C/MnO_2 非对称超级电容器的研究

以氧化硅介孔分子筛SBA-15为模板制备出介孔MnO2和介孔炭,并分别作为正极和负极在6mol·L-1KOH电解液中组装出新型非对称超级电容器.小角X射线衍射(LXRD)、透射电镜(TEM)以及N2吸附-脱附测试表明样品具有介孔结构,且比表面积较大,孔径分布范围较窄.采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学方法考察了非对称超级电容器的性能.在0.1A·g-1电流密度、不同充放电电位下进行研究,得出最佳充放电电位为1.8V.结果表明,在0.1A·g-1电流密度、1.8V的充放电电位下电容器的充放电性能良好,等效串联电阻(ESR)为1.15Ω,功率密度为89.0W·kg-1,能量密度达31.3Wh·kg-1,首次放电比容量为76.7F·g-1,经过1000次循环容量仍保持在69.5F·g-1.

基于CoNi-双金属氢氧化物//AC非对称超级电容器的构筑（英文）

以高电容特性的CoNi-LDH作正极,活性炭作负极,6 mol/L KOH溶液为电解液构筑CoNi-LDH/AC非对称超级电容器。由于这两种材料在同一种电解液中发生可逆循环时对应的电化学电势范围不同,因此通过组合这两种电极材料可以有效地解决对称电容器工作电压低的问题。用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究。结果表明,所组装非对称电容器在碱性水系电解液中,其工作电压可以达到1.5 V。通过比较它与基于两种电极材料对称电容器的能量密度-功率密度曲线可以看出,非对称电容器的性能有了很大提高,在功率密度为102.3 W·kg^(-1)时,其能量密度可以达到46.3 Wh·kg^(-1)。

非对称超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器以其高功率、长周期使用寿命、快速充放电和环保等特点已成为最有前途的储能系统之一.然而,传统超级电容器固有的低能量密度严重限制了它们的广泛应用,使用两种不同的电极材料组装的非对称超级电容器具有工作电压窗宽的明显优点,从而显著提高了能量密度.综述了近年来在非对称超级电容器领域取得的进展,重点是对其电极材料的广泛研究,以及讨论了当前的挑战和未来的展望.

用于非对称超级电容器的VN制备及性能研究

以五氧化二钒为原料,通过熔融发泡法制备五氧化二钒发泡材料,采用不同氨解温度制备了VN材料,并对材料进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、孔径分析和电化学性能测试。结果显示氨解温度为800℃时制备的VN材料具有最好的性能,比表面积为87.5 m^2/g,SEM显示其颗粒均匀分布、无团聚现象,在0.5 A/g电流密度下放电比电容为201 F/g,具有良好的可逆性,库仑效率大于90%。

非对称超级电容器的金属氧化物电极研究进展

简单介绍了非对称超级电容器及其对电极的要求,具体介绍了非对称超级电容器电极中应用于赝电容电极的金属氧化物,详细阐述了RuO_(2)、MnO_(2)和V基氧化物。其中RuO_(2)具备高能量密度和高导电率;MnO_(2)能量密度稍差但无毒副性,价格低廉;V基氧化物循环稳定性较差但是能量密度高。一般来说金属氧化物都有各自的缺憾,因此本文提出了“金属氧化物性能的改善,通常通过与其他材料杂化或是构建特殊的纳米结构”的论点,并围绕论点举例讨论。最后展望了非对称超级电容的赝电容电极未来改进方向。

二氧化锰基非对称超级电容器的研究进展

非对称超级电容器(ASCs)是由两个不同的电极组成,因其可使器件的工作电压最大化,从而提高其能量密度,而备受关注。二氧化锰(MnO_(2))的理论比电容高、价格低、储量丰富和环境友好性等特征,是一种理想的超级电容器活性电极材料。本文综述了ASCs的组装原则及MnO_(2)水系、固态非对称超级电容器的研究进展,并展望了提高MnO_(2)基超级电容器能量密度的研究策略。

一步合成Mn3O4@RGO复合材料及其非对称超级电容器的应用

在乙醇胺和水组成的混合溶剂中,Mn(Ac)_2与氧化石墨烯一步反应得到还原石墨烯(RGO)与黑锰矿纳米颗粒(Mn_3O_4)组成的复合材料Mn_3O_4@RGO。以Mn_3O_4@RGO为正极,RGO为负极,组装得到了具有优良储能性能的非对称型超级电容器Mn_3O_4@RGO//RGO。基于活性物质的总质量,电容器的最大能量密度可达21.7 Wh/kg,相应的功率密度为0.5 k W/kg;同时,最大功率密度为8 k W/kg时,对应的能量密度为11.1 Wh/kg。Mn_3O_4@RGO//RGO还表现出良好的循环稳定性,在经历5000次循环后,比电容依然保持88.4%。电容器的良好储能性能可归因于在RGO表面生长的高密度Mn_3O_4纳米颗粒和RGO的良好导电性能。

柔性固态非对称超级电容器电极材料的研究进展

综述了柔性固态非对称超级电容器关键元器件和材料的研究现状,重点介绍了柔性固态非对称超级电容器体系的材料选择与性能改善方面的研究进展,其中包括碳材料/过渡金属化合物材料和过渡金属氧化物/过渡金属氧化物材料等。同时还综合分析了选择不同材料体系的柔性固态非对称超级电容器结构与性能,并对该领域的发展趋势进行了展望。

基于活化多孔碳负载聚苯胺正极和活化多孔碳负极的有机非对称超级电容器

采用KOH活化法制得高比表面积的活化多孔碳(aHPC),借助原位化学氧化法制得疏松多孔的活化多孔碳负载聚苯胺纳米复合材料(aHPC@PANI),并分别以aHPC及aHPC@PANI为负极与正极,以四乙基氟硼酸-乙腈为电解液,构建有机非对称超级电容器。电化学测试结果显示:在1A/g电流密度下,aHPC@PANI正极与aHPC负极分别呈现256.7F/g(-0.6~0.8V)及152.4F/g(-2^-0.6 V)的比容量;所组装的有机非对称电容器呈现宽电位窗口(2.8V),高的能量密度(在0.75kW/kg功率密度下为56.2 W·h/kg)及优异的循环稳定性(循环5 000次后其比电容保持率高达92.4%)。

非对称型超级电容器的研究现状

非对称型超级电容器作为超级电容器的新生代,具有比能量高、比功率大和循环性能良好等优点。综述了非对称型超级电容器的工作原理及发展现状,认为廉价易得、性能优良的金属氧化物、导电聚合物等与高比表面积碳材料的复合与匹配,不同孔隙结构的碳材料、水合金属氧化物等作为电容器正负极,可能是非对称超级电容器的研发方向。

石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的研究进展

非对称超级电容器(ASCs)因电化学性能更为优异而成为近几年来的研究热点,石墨烯作为一种新颖的二维碳材料,具有比表面积大、导电性高、力学性能好和化学稳定性优异等优点,是非对称超级电容器复合电极的一类理想载体材料。本文综述了近几年来石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的应用状况,认为比表面积更大、导电性更好的石墨烯将会促进石墨烯基复合电极在超级电容器中的应用与发展,也会提高石墨烯基非对称超级电容器的性能。指出将金属氧化物、导电聚合物、金属氢氧化物以及金属硫化物纳米化,使之兼具大的有效面积、丰富的氧化还原活性位点等特点,从而提高复合材料的比电容,是石墨烯基复合电极的研究重点。

WO_3/碳布柔性非对称超级电容器的组装及性能研究

以超级电容器的电极材料制备、性质研究及对组装的非对称超级电容器的性能研究为核心内容,提高超级电容器电化学性能为主要目的,采用水热合成法在碳布基底上合成三氧化钨/碳布和活化后的碳布为超级电容器的电极材料.采用SEM、XRD表征方法对制备的材料进行了形貌表征及物相分析;使用上海辰华电化学工作站对电极材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能测试.最终得到以三氧化钨/碳布为正极材料、活化后的碳布为负极材料组装成不对称柔性电容器,进行电化学测试,其电位窗口提高到0~1.6 V,电流密度61.9m A·cm-2时,电容达到58.96 F·cm-2,功率密度0.48 W·cm-2时,能量密度为20.36 m Wh·cm-2,同时在电流密度8m A·cm-2时,循环3000次时表现出良好的循环性能,相较于对称型超级电容器,倍率性能更加优异.