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基于碳材料的超级电容器电极材料的研究 被引量:46
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作者 李雪芹 常琳 +4 位作者 赵慎龙 郝昌龙 陆晨光 朱以华 唐智勇 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第1期130-148,共19页
超级电容器作为一种新型的能源存储装置,因为其比容量大、充放电速度快、循环寿命长等优点,在储能领域引起了极为广泛的关注。电极材料是决定超级电容器性能的核心因素,其中,常用的超级电容器电极材料主要有如下三类:碳基材料、金属氧... 超级电容器作为一种新型的能源存储装置,因为其比容量大、充放电速度快、循环寿命长等优点,在储能领域引起了极为广泛的关注。电极材料是决定超级电容器性能的核心因素,其中,常用的超级电容器电极材料主要有如下三类:碳基材料、金属氧化物及氢氧化物材料和导电聚合物材料。本文综述了超级电容器的工作原理并详细介绍了基于碳材料及其二元、三元复合体系的电极材料的研究进展。 展开更多
关键词 超级电容器 能量存储机理 碳基材料 电极材料
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基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器研究 被引量:25
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作者 邓梅根 杨邦朝 +1 位作者 胡永达 汪斌华 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1127-1130,i005,共5页
为了提高碳纳米管的比容,采用化学原位聚合的方法在碳纳米管的表面包覆聚苯胺,制备碳纳米管-聚苯胺纳米复合物.运用TEM和IR对样品进行了表征.通过循环伏安研究样品的电化学特性.利用恒流充放电考察基于碳纳米管-聚苯胺复合物超级电容器... 为了提高碳纳米管的比容,采用化学原位聚合的方法在碳纳米管的表面包覆聚苯胺,制备碳纳米管-聚苯胺纳米复合物.运用TEM和IR对样品进行了表征.通过循环伏安研究样品的电化学特性.利用恒流充放电考察基于碳纳米管-聚苯胺复合物超级电容器的性能.在相同实验条件下,对碳纳米管进行了比较分析.实验结果表明,在电流密度为10mA/cm2时,碳纳米管和碳纳米管-聚苯胺复合物的比容分别为52和201F/g.基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器的能量密度达到6.97Wh/kg,并且具有良好的功率特性. 展开更多
关键词 超级电容器 纳米复合物 碳纳米管 聚苯胺 恒流充放电 电化学特性 表面包覆 原位聚合 实验条件 循环伏安 比较分析 电流密度 能量密度 功率特性 TEM 比容 样品 IR
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双电层电容器及其复合电源系统的研制 被引量:15
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作者 王晓峰 王大志 +1 位作者 梁吉 孔祥华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1100-1103,共4页
碳基双电层电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用 .直流充放电、循环伏安特性以及交流阻抗等实验显示了本实验室制备的活性炭材料组装的电容器具有良好的电化学性能 ,比容量为 173 2F/g ,在大功率充放电条件下的活性物质的能量... 碳基双电层电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用 .直流充放电、循环伏安特性以及交流阻抗等实验显示了本实验室制备的活性炭材料组装的电容器具有良好的电化学性能 ,比容量为 173 2F/g ,在大功率充放电条件下的活性物质的能量密度大于 5 0Wh/kg,同时具有 10 5以上的循环寿命 .由双电层电容器与镍氢电池组成的复合电源系统具有优良的脉冲充放电特性 ,在GSM、CDMA移动通讯系统以及电动车电源等领域具有广泛的用途 . 展开更多
关键词 电化学超电容器 双电层电容 活性炭 复合电源系统
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超级电容器电极材料研究进展 被引量:32
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作者 谢小英 张辰 杨全红 《化学工业与工程》 CAS 2014年第1期63-71,共9页
作为一种介于传统电容器和锂离子电池之间的新型环境友好型储能体系,超级电容器具有许多其它储能器件无法比拟的优异特性,可为化石能源枯竭和环境恶化等问题提供绿色解决方案。在介绍超级电容器工作原理、应用前景、发展状况及特点的基... 作为一种介于传统电容器和锂离子电池之间的新型环境友好型储能体系,超级电容器具有许多其它储能器件无法比拟的优异特性,可为化石能源枯竭和环境恶化等问题提供绿色解决方案。在介绍超级电容器工作原理、应用前景、发展状况及特点的基础上,概述了超级电容器电极材料,特别是碳基电极材料的研究进展。 展开更多
关键词 超级电容器 电极材料 碳质材料 金属氧化物 导电聚合物
原文传递
超细氧化钌超电容器电极材料的制备 被引量:15
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作者 王晓峰 王大志 梁吉 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第4期371-376,共6页
本文采用利用氯化钌和碳酸氢氨为反应前驱体,溶胶凝胶方法制备了超细氧化钌材料。将材料在250℃下加热脱水处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量570F·g-1。当脱水温度在300℃以上时,氧化钌材料明显晶化,同时材料比容... 本文采用利用氯化钌和碳酸氢氨为反应前驱体,溶胶凝胶方法制备了超细氧化钌材料。将材料在250℃下加热脱水处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量570F·g-1。当脱水温度在300℃以上时,氧化钌材料明显晶化,同时材料比容量迅速降低。本文还测试了不同温度处理后材料的等效串联电阻和法拉第电化学阻抗特性,实验证明250℃条件下处理的电极材料具有最低的等效串联阻抗和良好的功率特性。当制备氧化钌过程中掺加适量碳纳米管形成复合材料时,电极材料的功率特性得到明显的改善。 展开更多
关键词 超电容器 电化学电容器 准电容 碳纳米管 电化学特性 复合材料 超细氧化钌 电极材料 制备
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超级电容器电极材料的研究现状与展望 被引量:29
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作者 邢宝林 黄光许 +2 位作者 谌伦建 张传祥 徐冰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期21-25,共5页
超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因而备受关注。主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极... 超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因而备受关注。主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极材料的研究进展,探讨了电极材料今后的发展方向和研究重点,并指出大力开发复合电极材料是改善超级电容器性能的有效途径。 展开更多
关键词 超级电容器 电极材料 多孔炭 金属氧化物 导电聚合物
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炭气凝胶为电极的超级电容器电化学性能的研究 被引量:17
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作者 孟庆函 刘玲 +2 位作者 宋怀河 张睿 凌立成 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期593-598,共6页
炭气凝胶电极的电化学测试表明,炭气凝胶具有性能稳定、充放电效率高、适合于大电流充放电等优良性能.炭气凝胶储电的影响因素主要来自于比表面积、孔容和孔结构分布的综合作用.孔容较大,平均孔径较宽时,储电能力较大,且大孔容对电极材... 炭气凝胶电极的电化学测试表明,炭气凝胶具有性能稳定、充放电效率高、适合于大电流充放电等优良性能.炭气凝胶储电的影响因素主要来自于比表面积、孔容和孔结构分布的综合作用.孔容较大,平均孔径较宽时,储电能力较大,且大孔容对电极材料储电是相当有利的.在高比表面积活性炭中添加不同比例的炭气凝胶,可以提高电极的比电容,炭气凝胶含量为15%时,电极比电容最高. 展开更多
关键词 炭气凝胶 超级电容器 活性炭
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电化学超级电容器的研究进展 被引量:9
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作者 张娜 张宝宏 《应用科技》 CAS 2003年第9期54-56,共3页
电化学超级电容器是近年来发展的一种新型能量储存装置.根据储能原理有双电层电容器和法拉第准电容器两种类型.本文介绍了其原理、应用及研究进展.
关键词 电化学超级电容器 能量储存装置 类型 导电聚合物 金属氧化物 碳电极
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炭气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用 被引量:19
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作者 李俊 王先友 黄庆华 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期555-559,562,共6页
以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)作为催化剂,制备了炭气凝胶。用红外测试(IR),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜分析(SEM)等对所合成的样品进行了表征,发现炭气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,属于非晶态物质,其X射线衍射图是... 以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)作为催化剂,制备了炭气凝胶。用红外测试(IR),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜分析(SEM)等对所合成的样品进行了表征,发现炭气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,属于非晶态物质,其X射线衍射图是由一个或两个弥散峰组成,并研究了炭气凝胶电极在不同电解液中的循环伏安性能,计算了它们的比电容。通过对测试结果进行比较和分析发现,在6mol/LKOH溶液中,炭气凝胶电极比容量可达110.06F/g。恒电流充放电试验表明,电极电化学性能稳定,循环寿命长,所制备的电容器比电容达28F/g。 展开更多
关键词 超级电容器 电极材料 炭气凝胶 比电容
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植物基多孔炭材料在超级电容器中的应用 被引量:22
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作者 郭楠楠 张苏 +1 位作者 王鲁香 贾殿赠 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第2期87-107,共21页
植物基多孔炭具有发达的孔结构、大的表面积、较为成熟的制备工艺、丰富的来源、低廉的价格,是目前商业应用范围最广的超级电容器电极材料。然而在实际应用中仍然存在着质量/体积比容量较低、倍率性能差等问题。本文针对先进电容器件的... 植物基多孔炭具有发达的孔结构、大的表面积、较为成熟的制备工艺、丰富的来源、低廉的价格,是目前商业应用范围最广的超级电容器电极材料。然而在实际应用中仍然存在着质量/体积比容量较低、倍率性能差等问题。本文针对先进电容器件的高能量密度、优异功率性能的要求,首先介绍了近年来发展的植物基多孔炭的制备方法,讨论了植物前驱体的组成和结构对其产物结构的影响以及与其电化学性能之间的构效关系,特别总结了近年来植物基超大比表面积多孔炭、中孔炭、层次化多孔炭的制备方法和电容储能性能。针对大比表面积多孔炭用于超级电容器时的体积性能不佳这一关键问题,本文还总结了提高植物基多孔炭体积电化学性能的方法。最后,对植物基多孔电极材料存在的问题进行了分析与总结,并展望了其研究前景。 展开更多
关键词 超级电容器 电极材料 植物 多孔炭材料 电化学性能
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超级电容器用聚苯胺/活性炭复合电极的研究(英文) 被引量:18
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作者 王琴 李建玲 +3 位作者 高飞 李文生 武克忠 王新东 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期275-280,共6页
通过循环伏安法在多孔活性炭表面沉积了聚苯胺膜,并采用扫描电子显微镜、交流阻抗谱以及恒电流充放电技术对聚苯胺、活性炭和聚苯胺/活性炭复合电极进行了研究。结果显示:聚苯胺在活性炭表面形成一层由多孔网状结构组成的均匀的膜。聚苯... 通过循环伏安法在多孔活性炭表面沉积了聚苯胺膜,并采用扫描电子显微镜、交流阻抗谱以及恒电流充放电技术对聚苯胺、活性炭和聚苯胺/活性炭复合电极进行了研究。结果显示:聚苯胺在活性炭表面形成一层由多孔网状结构组成的均匀的膜。聚苯胺/活性炭复合电极比活性炭电极具有更高的容量,同时比聚苯胺电极具有更好的循环稳定性。聚苯胺/活性炭复合电极的比电容为587F/g,而活性炭电极仅为140F/g。在50次充放电循环后,聚苯胺电极比电容从513降至334F/g,而聚苯胺/活性炭复合电极从415F/g下降为383F/g。 展开更多
关键词 超级电容器 聚苯胺 活性炭 循环伏安 比电容
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超级电容器用复合炭极板电极的电化学性能 被引量:14
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作者 孟庆函 刘玲 +1 位作者 宋怀河 凌立成 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第7期405-407,共3页
用高比表面积活性炭作为原料,酚醛树脂为粘结剂,在高温下粘结成型制备系列超级电容器用固体活性炭极板.采用直流恒流循环法和低温N2吸附对超级电容器电极进行充放电和孔结构分布测试,考察其电化学性能和结构的关系.实验发现,在不同组成... 用高比表面积活性炭作为原料,酚醛树脂为粘结剂,在高温下粘结成型制备系列超级电容器用固体活性炭极板.采用直流恒流循环法和低温N2吸附对超级电容器电极进行充放电和孔结构分布测试,考察其电化学性能和结构的关系.实验发现,在不同组成的成型活性炭电极中,微孔活性炭含量大,则比电容高,炭化时温度高于800℃复合活性炭电极比电容下降.成型活性炭炭化后比表面积降低,微孔孔结构分布变宽,孔容在2~3 nm左右的分布明显加宽. 展开更多
关键词 超级电容器 活性炭 成型
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纳米氧化钌的制备及其碳纳米管复合电极的超电容特性 被引量:13
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作者 王晓峰 高琦 梁吉 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期295-298,共4页
利用氯化钌和碳酸氢钠为反应前驱体,采用溶胶凝胶方法制备了粒径小于70nm的超细氧化钌电极材料。将材料在210℃下加热烧结处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量541F·g-1。当烧结温度在250℃以上时,氧化钌材料明显晶化... 利用氯化钌和碳酸氢钠为反应前驱体,采用溶胶凝胶方法制备了粒径小于70nm的超细氧化钌电极材料。将材料在210℃下加热烧结处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量541F·g-1。当烧结温度在250℃以上时,氧化钌材料明显晶化,同时材料比容量迅速降低。伏安特性测试表明以碳纳米管作为基体制备复合电极可以显著改善氧化钌的容量特性,其中碳纳米管质量分数为20%的复合电极其比容量可以达到860F·g-1。恒流充放电测试证明氧化钌/碳纳米管复合电极组成的超电容器具有良好的大电流放电特性。还综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热失重分析等手段探讨了烧结温度对氧化钌材料的表面特性、材料结构以及电化学特性的影响。 展开更多
关键词 超电容器 电化学电容器 准电容 氧化钌 碳纳米管
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活性炭基Li_2SO_4水系电解液超级电容器 被引量:20
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作者 孙现众 张熊 +1 位作者 张大成 马衍伟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第2期367-372,共6页
采用中性Li2SO4水溶液代替H2SO4和KOH作为电解液制备了活性炭(AC)基对称型超级电容器,使水系超级电容器的工作电压由1.0V提高到了1.6V.采用循环伏安和充放电测试研究了电容器的稳定电化学窗口.电化学充放电测试表明电容器在0.25A.g-1电... 采用中性Li2SO4水溶液代替H2SO4和KOH作为电解液制备了活性炭(AC)基对称型超级电容器,使水系超级电容器的工作电压由1.0V提高到了1.6V.采用循环伏安和充放电测试研究了电容器的稳定电化学窗口.电化学充放电测试表明电容器在0.25A.g-1电流密度下单电极比容量可达129F.g-1,在功率密度为160W.kg-1时能量密度达到10Wh.kg-1(以正负极活性物质的总质量计).1.6V恒压充电1h后电容器漏电流为0.22mA.超级电容器的库仑效率接近100%,充放电循环5000次后容量仍可保持在92%以上.研究了电解液的浓度对电容器电化学性能的影响,发现随着Li2SO4浓度的增大电容器的电荷转移电阻显著减小,大电流充放电性能提高.活性炭基Li2SO4水系电解液超级电容器具有工作电压高、能量密度高和对环境友好等优点,因此有很好的产业化前景. 展开更多
关键词 超级电容器 活性炭 中性水系电解液 LI2SO4
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模板法制备超级电容器中孔炭电极材料 被引量:14
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作者 赵家昌 赖春艳 +1 位作者 戴扬 解晶莹 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1421-1425,共5页
以硅溶胶为模板剂、以葡萄糖为炭源,采用模板法制备了超级电容器中孔炭电极材料(SMC)。采用液氮吸附等温线对其孔结构进行了表征,考察了其在有机非水Et4NBF4/PC电解液中的电容特性和倍率性能,采用交流阻抗法测试了其频率响应特性,并与... 以硅溶胶为模板剂、以葡萄糖为炭源,采用模板法制备了超级电容器中孔炭电极材料(SMC)。采用液氮吸附等温线对其孔结构进行了表征,考察了其在有机非水Et4NBF4/PC电解液中的电容特性和倍率性能,采用交流阻抗法测试了其频率响应特性,并与商品化微孔活性炭进行了比较。结果表明:模板法制得的中孔炭的最可几孔径分布集中在6.3和19.0 nm,呈双峰分布,与商品化微孔活性炭相比,由于SMC孔径更大而具有更优异的频率响应特性和倍率性能。 展开更多
关键词 超级电容器 中孔炭 模板法 孔径分布 倍率特性
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高性能超级电容器用高比表面积、层次孔结构炭材料的简便制备(英文) 被引量:19
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作者 郑冬芳 贾梦秋 +3 位作者 徐斌 张浩 曹高萍 杨裕生 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期151-155,共5页
采用NaOH一步炭化-活化聚偏二氯乙烯(PVDC)简便制备出高比表面积、层次孔结构炭材料。该炭材料具有发达的微孔-中孔-大孔的层次孔结构,其比表面达到2 815 m·2g-1。独特的微结构使其在无机和有机电解液中都表现出高的比电容和优异... 采用NaOH一步炭化-活化聚偏二氯乙烯(PVDC)简便制备出高比表面积、层次孔结构炭材料。该炭材料具有发达的微孔-中孔-大孔的层次孔结构,其比表面达到2 815 m·2g-1。独特的微结构使其在无机和有机电解液中都表现出高的比电容和优异的大电流性能。其在6 mol·L-1KOH电解液中以0.05 A·g-1电流充放电测得的比电容高达376F·g-1,电流密度增大到50A·g-1比电容还保持215 F·g-1。在有机电解液1 mol·L-1Et4NBF4/AN中的比电容也达到170 F·g-1(电流密度0.05 A.g-1),电流密度增大到20A·g-1比容量还保持124F·g-1。 展开更多
关键词 超级电容器 活性炭 层次孔 电容 大电流性能
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活性炭-烧结复合镍钴超级电容器 被引量:13
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作者 程杰 李晓忠 +2 位作者 曹高萍 沈涛 杨裕生 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期166-168,共3页
以比电容达250F/g的活性炭作为负极,0 31mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极作为正极,组装了活性炭烧结复合镍钴超级电容器,用恒流充放电和交流阻抗法研究了它的性能。比电容与正、负电极质量比密切相关,增加负极的比例,可提高比电容和比能... 以比电容达250F/g的活性炭作为负极,0 31mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极作为正极,组装了活性炭烧结复合镍钴超级电容器,用恒流充放电和交流阻抗法研究了它的性能。比电容与正、负电极质量比密切相关,增加负极的比例,可提高比电容和比能量。以正、负电极质量之和为基准,最大比能量达16Wh/kg、最大比功率达10kW/kg。 展开更多
关键词 超级电容器 烧结复合镍钴电极 活性炭
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表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响 被引量:18
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作者 杜嬛 王成扬 +1 位作者 时志强 郭春雨 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1479-1484,共6页
采用浓硝酸对椰壳活性炭和杏壳活性炭进行液相氧化改性后,制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极,研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响.运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质.研究结果... 采用浓硝酸对椰壳活性炭和杏壳活性炭进行液相氧化改性后,制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极,研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响.运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质.研究结果表明,氧化后活性炭的比表面积和孔容降低,表面含氧量增大.且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化,即在内酯基的含量减少的同时,羟基、羰基和羧基的含量增加,其中羟基含量的增幅最大.在50 mA/g电流密度下经过100次充放电循环,氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150 F/g,均比氧化前提高了3000/以上.由XPS的分析结果判断,羟基对电极比电容提高的贡献最大.同时,在大电流充放电时,氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前. 展开更多
关键词 超级电容器 硝酸 氧化 活性炭 含氧官能团
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Design and integration of flexible planar micro- supercapacitors 被引量:17
19
作者 Lili Liu Zhiqiang Niu Jun Chen 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第5期1524-1544,共21页
As promising candidates for energy-storage devices, supercapacitors (SCs) have attracted considerable attention because of their unique features, such as their high power density, outstanding rate capability, excell... As promising candidates for energy-storage devices, supercapacitors (SCs) have attracted considerable attention because of their unique features, such as their high power density, outstanding rate capability, excellent cycling performance, and safety. The recent boom in portable electronic devices requires high- performance SCs that are flexible, simplified, thin, and integrated. Tremendous efforts have been directed towards the design and integration of planar micro- SCs (MSCs) based on different active electrode materials by various methods. This review highlights the recent developments in the device design of flexible planar MSCs and their integration with other electronic devices. The current challenges and future prospects for the development of flexible MSCs are also discussed. 展开更多
关键词 micro-supercapacitor FLEXIBLE carbon nanotubes graphene INTEGRATION
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超级电容器用有机电解液的研究 被引量:10
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作者 周鹏伟 李宝华 康飞宇 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期97-99,共3页
介绍了一种有机电解液体系活性碳基超级电容器的制作过程,对比研究了6种不同的有机电解液,并组装成超级电容器,测试了其电化学性能。结果表明:Et4NBF4/PC体系适合作为超级电容器的电解液;LiPF6/PC、LiPF6/EC+PC体系因发生分解反应,不适... 介绍了一种有机电解液体系活性碳基超级电容器的制作过程,对比研究了6种不同的有机电解液,并组装成超级电容器,测试了其电化学性能。结果表明:Et4NBF4/PC体系适合作为超级电容器的电解液;LiPF6/PC、LiPF6/EC+PC体系因发生分解反应,不适宜用于超级电容器。 展开更多
关键词 超级电容器 双电层电容器 有机电解液 活性碳
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