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酚醛树脂基活性炭用作双电层电容器电极材料的研究

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酚醛树脂基活性炭用作双电层电容器电极材料的研究

作者：韩鹏献天津大学

学位级别：硕士

双电层电容器是一种新型的电化学能量存储装置,具有高功率密度、高能量密度、循环寿命长、无污染等优点,在众多的研究领域获得了较为广泛的应用。电极材料是决定双电层电容器性能的主要因素之一。在众多的电极材料当中,多孔炭材料以其... 详细信息

双电层电容器是一种新型的电化学能量存储装置,具有高功率密度、高能量密度、循环寿命长、无污染等优点,在众多的研究领域获得了较为广泛的应用。电极材料是决定双电层电容器性能的主要因素之一。在众多的电极材料当中,多孔炭材料以其成本低、比表面积大、导电性好、惰性化学表面等优点,成为人们研究的焦点。本论文首先研究了NaOH化学活化法制备双电层电容器用高比表面积活性炭的可能性,系统研究了活化温度对酚醛树脂基活性炭结构和电容性能的影响。在低碱炭比2:1的条件下能够制备出比表面积达1864m2/g、孔径集中在0.5～2nm的酚醛树脂基活性炭,用其组装的水系双电层电容器具有高的容量和良好的循环性能。循环伏安测试表明,不同活化温度下制备的活性炭材料均呈现良好的电化学电势窗口。本论文采用水蒸气在900℃活化热固性酚醛树脂制备出高比表面积双电层电容器用活性炭,通过延长活化时间,提高了活性炭的比表面积,孔径分布得到改善,中孔率增加,PFR5H的比表面积和中孔率分别达到1819m2/g和12.6%,其质量比电容从50mA/g时的106.5F/g衰减到1000mA/g时的99.7F/g,仅衰减了6.4%,表现出了良好的电容特性和倍率特性。通过改变反应时间,改善了活性炭材料的表面状况,使电解液与材料之间的浸入进入性能得以提高,有效的降低了EDLC的内阻,满足了高功率密度要求。本论文最后以CO2为活化剂,在900℃活化分散良好的酚醛树脂与乙酸镍的混合物,制备出了炭-金属镍双电层电容器用复合电极材料。恒流充放电测试表明,在50mA/g的电流密度下,炭-金属镍电极的比电容高达162.8F/g,比相同条件下制备的纯活性炭电极的129.6F/g提高了20.4%。X-射线衍射测试结果表明,金属态镍良好的分散在复合电极材料中,金属镍的存在一方面可以起到催化活化扩孔的作用;另一方面金属镍的加入增加了材料的导电性,有利于电荷的快速传递。

关键词：酚醛树脂活性炭双电层电容器电极材料

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水蒸汽活化树脂炭用做双电层电容器电极材料

无机材料学报 2007年第6期22卷 1046-1050页

作者：韩鹏献王成扬时志强吕嘉辉秦军姚国富天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072

以热固性酚醛树脂为前驱体,采用水蒸汽为活化剂,通过改变活化时间,制备出了一系列双电层电容器用活性炭(PFR(1-5)).采用低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构,发现随着活化时间的增加,活性炭的比表面积和中孔率增大.电化学测试表明,... 详细信息

以热固性酚醛树脂为前驱体,采用水蒸汽为活化剂,通过改变活化时间,制备出了一系列双电层电容器用活性炭(PFR(1-5)).采用低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构,发现随着活化时间的增加,活性炭的比表面积和中孔率增大.电化学测试表明,用活化时间为5h的PFR5H制备的模拟EDLC的比电容,在有机体系中50mA/g恒流放电比电容达106.5F/g,1000mA/g下放电仍保持99.7F/g,仅衰减了6.4%,具有良好的倍率特性.交流阻抗谱测试结果显示PFR5H的内阻最低,具有良好的电容性能和功率特性.

关键词：双电层电容器活性炭水蒸汽酚醛树脂

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水系锌离子电容器

电化学 2017年第5期23卷 581-585页

作者：赵井文李佳佳韩鹏献崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266101 中国海洋大学山东青岛266100

本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系,以五氧化二钒(V_2O_5)为正极,具有高比表面积的活性炭(AC)为负极,以三氟甲基磺酸锌(Zn(TfO)_2)为电解质.X射线衍射(XRD)证明二价锌离子作为电荷载体,可以在五氧化二钒(V_2O_5)中进行... 详细信息

本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系,以五氧化二钒(V_2O_5)为正极,具有高比表面积的活性炭(AC)为负极,以三氟甲基磺酸锌(Zn(TfO)_2)为电解质.X射线衍射(XRD)证明二价锌离子作为电荷载体,可以在五氧化二钒(V_2O_5)中进行可逆的嵌入与脱出.该锌离子电容器的电位窗口可达1.4 V,具有良好的倍率特性及循环稳定性.电流密度为1000 m A·g^(-1)时,电容器的比能量密度为4.5 Wh·kg^(-1)功率密度可达181 W·kg^(-1).本工作为发展新型基于多价离子电化学电容器提供了新思路和新方法.

关键词：超级电容器锌离子电容器五氧化二钒多价离子嵌脱水系电解液

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高能量密度超级电容器的研究进展

新材料产业 2011年第12期 35-44页

作者：韩鹏献崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所

近年来，石化资源短缺、环保压力剧增，与经济高速增长所需形成难以调和的矛盾，严重影响我国经济社会发展和国家安全。替代能源的开发应用是我国一项迫切而艰巨的任务，传统的储能技术已不能满足电子信息、交通工具、军事武器、航空航... 详细信息

近年来，石化资源短缺、环保压力剧增，与经济高速增长所需形成难以调和的矛盾，严重影响我国经济社会发展和国家安全。替代能源的开发应用是我国一项迫切而艰巨的任务，传统的储能技术已不能满足电子信息、交通工具、军事武器、航空航天等领域的要求，开发高能量、高功率储能材料成为当务之急。

关键词：高能量密度超级电容器经济社会发展资源短缺国家安全替代能源电子信息储能技术

深耕固态电池关键技术追梦深海特种电源系统 006

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深耕固态电池关键技术追梦深海特种电源系统

中国科学报

作者：廖洋韩鹏献

100年前，一批热血爱国青年为拯救水深火热的中华民族在青岛点燃了“五四火炬”；100年后，在这片创新创业的热土上，一批新时代的青年科学家在这里落地生根，科技创新的力量在这里蓬勃发展。中国科学院青岛生物能源与过程研究所固态能... 详细信息

100年前，一批热血爱国青年为拯救水深火热的中华民族在青岛点燃了“五四火炬”；100年后，在这片创新创业的热土上，一批新时代的青年科学家在这里落地生根，科技创新的力量在这里蓬勃发展。中国科学院青岛生物能源与过程研究所固态能源系统技术中心党小组在该所党委的领?

关键词：特种电源能源系统锂电池固态电池党小组能源动力固态聚合物电解质

来源： cnki报纸评论

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cnki报纸

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硬炭用于锂离子电容器的研究及其低温性能

电源技术 2018年第1期42卷 87-89页

作者：姚建华韩鹏献韩晓琪崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266101

以硬炭为研究对象,考察了不同预嵌锂量硬炭负极对锂离子电容器电化学性能的影响,通过充放电性能测试,分析了常温充放电、倍率性能、循环性能、比能量、比功率、常温充电低温放电以及低温充放电性能,研究结果表明,当负极预嵌锂量截止比... 详细信息

以硬炭为研究对象,考察了不同预嵌锂量硬炭负极对锂离子电容器电化学性能的影响,通过充放电性能测试,分析了常温充放电、倍率性能、循环性能、比能量、比功率、常温充电低温放电以及低温充放电性能,研究结果表明,当负极预嵌锂量截止比容量为300 m Ah/g时,由于提供了稳定的电位和足够的锂离子,锂离子电容器综合电化学性能最佳。

关键词：硬炭负极锂离子电容器预嵌锂低温性能

氧化石墨烯/聚苯胺复合物用于钒液流电池电极材料的研究

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电池工业 2017年第5期21卷 14-18页

作者：韩鹏献姚建华崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266101

本文提出了采用氧化石墨烯/聚苯胺复合物用于钒液流电池正极VO_2^+/VO_2^+和负极V+2/V+3电对的催化氧化还原研究。以天然石墨为前驱体,采用Hummer氧化法制备氧化石墨烯片层材料,进一步采用电化学沉积法制备氧化石墨烯/聚苯胺复合物,形... 详细信息

本文提出了采用氧化石墨烯/聚苯胺复合物用于钒液流电池正极VO_2^+/VO_2^+和负极V+2/V+3电对的催化氧化还原研究。以天然石墨为前驱体,采用Hummer氧化法制备氧化石墨烯片层材料,进一步采用电化学沉积法制备氧化石墨烯/聚苯胺复合物,形成既具有丰富含氧官能团又具备良好导电性的结构特征,循环伏安测试结果表明,在10mV·s^(-1)的扫描速率下,氧化石墨烯对正极VO_2^+/VO_2^+和负极V_2^+/V_3^+电对氧化和还原峰电势差ΔE分别为0.243V和0.27V,而氧化石墨烯/聚苯胺复合物对正负极电对的氧化和还原峰电势差ΔE降低为0.142V和0.149V,大大降低了正负极电对的氧化还原反应的极化行为和反应阻抗,提高了反应的可逆性。

关键词：钒液流电池氧化石墨烯聚苯胺电化学沉积

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儿童过敏性真菌气道疾病诊治进展

中华实用儿科临床杂志 2024年第1期39卷 25-30页

作者：韩鹏申昆玲国家儿童医学中心国家呼吸系统疾病临床医学研究中心首都医科大学附属北京儿童医院呼吸科北京100045 深圳市儿童医院呼吸科深圳518038

真菌是过敏性疾病常见的致敏原之一, 可影响儿童过敏性气道疾病的易感性、严重程度以及疾病控制情况。与真菌致敏相关的一系列呼吸系统疾病被描述为过敏性真菌气道疾病(AFAD), 包括真菌致敏相关重度哮喘、变应性支气管肺曲霉菌病、雷暴... 详细信息

真菌是过敏性疾病常见的致敏原之一, 可影响儿童过敏性气道疾病的易感性、严重程度以及疾病控制情况。与真菌致敏相关的一系列呼吸系统疾病被描述为过敏性真菌气道疾病(AFAD), 包括真菌致敏相关重度哮喘、变应性支气管肺曲霉菌病、雷暴哮喘及过敏性真菌性鼻-鼻窦炎等。糖皮质激素、生物制剂、抗真菌治疗及免疫治疗可减少AFAD的气道炎症、真菌负担以及组织损伤。现对真菌、真菌致敏的机制和检测以及儿童AFAD的范围和治疗进行介绍, 以期提高儿科医师对AFAD的认识。

关键词：真菌致敏儿童过敏性真菌气道疾病

聚环氧乙烷聚合物电解质基高电压固态锂金属电池的研究进展

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化学学报 2022年第10期80卷 1410-1423页

作者：田宋炜周丽雪张秉乾张建军杜晓璠张浩胡思伽苑志祥韩鹏献李素丽赵伟周新红崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛储能产业技术研究院青岛266101 青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 珠海冠宇电池股份有限公司珠海519180

采用液态碳酸酯电解质的锂离子电池在遭遇极端工况时,极易发生泄露、燃烧、甚至爆炸等重大安全事故.相对比,聚环氧乙烷(PEO)固态聚合物电解质可以显著提升锂电池的安全性,并且其优异的可塑性使其可以被制成特定形状进而满足特殊领域的... 详细信息

采用液态碳酸酯电解质的锂离子电池在遭遇极端工况时,极易发生泄露、燃烧、甚至爆炸等重大安全事故.相对比,聚环氧乙烷(PEO)固态聚合物电解质可以显著提升锂电池的安全性,并且其优异的可塑性使其可以被制成特定形状进而满足特殊领域的差异化需求;更为重要的是:PEO固态聚合物电解质与锂金属负极兼容性好.然而,PEO固态聚合物电解质电化学氧化窗口低,难以匹配高电压正极材料(≥4 V),极大限制了其在高电压、高能量密度固态聚合物锂金属电池中的进一步应用.近期经过国内外科研工作者在PEO固态聚合物电解质结构设计、PEO端羟基改性、含硼锂盐引入、功能型粘结剂设计开发以及正极界面层构筑等方面所做出的不懈努力,PEO固态聚合物电解质基高电压固态锂金属电池取得了系列化重大科研进展.基于此,本综述主要从以下八个方面:(1)高电压正极片表面修饰超薄聚合物层、(2)高电压正极颗粒包覆、(3)对碳黑颗粒进行包覆、(4)使用富含羧基的粘结剂、(5)不对称固态聚合物电解质结构设计、(6)正极界面原位形成耐高电压界面层、(7)醚氧官能团(-OCH3)封端PEO,提升其本征耐高电压性能、(8)含硼锂盐做添加剂,详细综述了采用PEO固态聚合物电解质构建的高电压固态锂金属电池所取得的最新研究进展以及相应的高电压固态锂金属电池界面稳定作用机制.最后还对未来PEO固态聚合物电解质在高电压固态锂金属电池方面所存在的巨大挑战和发展趋势进行了详细展望和总结阐述.

关键词：固态聚合物电解质聚环氧乙烷高电压锂金属电池界面稳定性