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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3055-3062页

作者：陈秋爽赵春霞陈业凯陈文湖北隆中实验室湖北襄阳441000 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

Fe基普鲁士蓝(PB)具有开放的框架结构和高理论容量,但是导电性不佳,这限制了其倍率性能和循环性能。利用溶液共沉淀法成功将PB负载于纳米多孔碳(NPC)上,制备出普鲁士蓝@纳米多孔碳复合材料(PB@NPC)。PB@NPC比表面积高达2122 m^(2)/g,充... 详细信息

Fe基普鲁士蓝(PB)具有开放的框架结构和高理论容量,但是导电性不佳,这限制了其倍率性能和循环性能。利用溶液共沉淀法成功将PB负载于纳米多孔碳(NPC)上,制备出普鲁士蓝@纳米多孔碳复合材料(PB@NPC)。PB@NPC比表面积高达2122 m^(2)/g,充分发挥出双电层电容和赝电容的协同作用,具有高容量和良好的导电性。在扫速为5 mV/s时的比电容为483.45 F/g,在0.2 A/g下的比电容为309.35 F/g。将PB@NPC电极组装成对称式电容器,循环1000圈后的容量保持率为91%,具有优异的循环稳定性。

关键词： Fe基普鲁士蓝纳米多孔碳溶液共沉淀法协同作用对称电容器

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基于钴酸钙电极的固态对称超级电容器

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电池 2019年第1期49卷 21-24页

作者：魏智强胡伟林张国光李琴南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌 330063 南昌大学材料科学与工程学院江西南昌 330063

采用柠檬酸盐法制备钴酸钙(Ca_2Co_2O_5)。XRD、SEM分析表明,制备的粉体为单相组成,属于片状团聚体。用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗法测试产物在5 mol/L KOH电解液中的电化学性能。Ca_2Co_2O_5材料通过法拉第电化学反应及可能的电... 详细信息

采用柠檬酸盐法制备钴酸钙(Ca_2Co_2O_5)。XRD、SEM分析表明,制备的粉体为单相组成,属于片状团聚体。用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗法测试产物在5 mol/L KOH电解液中的电化学性能。Ca_2Co_2O_5材料通过法拉第电化学反应及可能的电解液中阴离子的插入反应存储电荷,在0~0.5 V充放电,1 A/g电流下的比电容可达440.3 F/g,以5 A/g循环1 500次的电容保持率为69.3%。将Ca_2Co_2O_5电极与聚乙烯醇(PVA)-KOH凝胶电解质装配成全固态对称电化学电容器。该电容器在比功率为750 W/kg时的比能量可达31.0 Wh/kg,以5 A/g在0~1.5 V循环3 000次的电容保持率为77.1%。

关键词：钴酸钙(Ca_2Co_2O_5) 比电容固态对称电容器

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以淀粉为碳源的碳微球制备及性能测试

以淀粉为碳源的碳微球制备及性能测试

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作者：张艳勤天津工业大学

学位级别：硕士

中空碳球具有优良的导电、导热、化学性质稳定、比表面积大和孔隙结构发达等特点,被广泛用作超级电容器的电极材料、吸附剂材料和催化剂载体等,但其合成方法多采用模板法,这种方法工艺复杂,因此本论文开发了一种新的、工艺简单的中空碳... 详细信息

中空碳球具有优良的导电、导热、化学性质稳定、比表面积大和孔隙结构发达等特点,被广泛用作超级电容器的电极材料、吸附剂材料和催化剂载体等,但其合成方法多采用模板法,这种方法工艺复杂,因此本论文开发了一种新的、工艺简单的中空碳球的制备方法,并考察所制备中空碳球的超级电容性能。本论文是以碳酸钾/碳酸氢钾溶液预处理的淀粉为碳源,碳化后获得中空碳微球。对合成中空碳微球的影响因素进行系统地研究。结果表明预处理溶液pH值及浓度、碳化升温速率、碳化温度和碳化时间等对中空碳微球的形成有着重要影响;对中空碳微球的形成机理也进行了探讨,碳酸钾／碳酸氢钾在碳化过程中阻碍淀粉糊化,使淀粉颗粒的球形形貌得以保持;同时碳化过程中形成的水蒸气和二氧化碳可能在淀粉颗粒内部形成原位模板,进而获得具有中空结构的碳微球。所制备的中空碳微球的超级电容器性能进行研究。其中具体考察中空碳微球微观形貌、孔结构及活性官能团等特征对超级电容器性能的影响。通过对中空碳球不同合成条件所得样品的超级电容性能研究,筛选出具有最佳性能的中空碳球的合成工艺条件：淀粉浓度为3%、缓冲溶液浓度为05 mol L-1、碱性的体系(pH=9-12)、反应时间为15 h、升温速率为1℃ min-1、碳化温度为800℃和保温时间为10 h,制得单分散、粒径分布相对较均匀和形貌易控的中空碳微球。同时也研究了不同碳化时间所得中空碳球的比表面积、导电性和表面官能团对超电容性能的影响。6 MKOH电解液中,循环伏安法测试结果表明,该材料在扫速5 mV s-1比容量高达317 F g-1,在300 mV s-1的高扫速下,其比容量仍能达到222.2 F g-1;恒流充放电测试结果显示在电流密度1 A g-1时容量为265.4 F g-1,高电流密度100 A g-1时容量为137.9 F g-1。在电流密度1、2、5、10和l A g-1下分别进行5000圈循环,每个电流密度下容量保持率均高于99.6%,且由于质量含量较高的含氧官能团存在,使该材料在水系电解液的操作电压扩展至1.5 V。该材料在电流密度为100Ag-1时,功率密度高达100 kW kg-1;而在电流密度为10Ag-1、电压为1.4 V时,材料的比容量为286 F g-1,能量密度为77.88 Wh kg-1,功率密度为14 kW kg-1。

关键词：中空碳球淀粉对称电容器能量密度功率密度

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碳纳米管复合柔性电极及其超级电容器的制备与性能研究

碳纳米管复合柔性电极及其超级电容器的制备与性能研究

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作者：周苏生合肥工业大学

学位级别：硕士

活性炭,碳纳米管,石墨烯等主流碳材料作为当下储能领域研究的热点,并且发挥着各自的优势。其具备优良的导电性,巨大的比表面积以及稳定的化学性质。其中碳纳米管作为一维材料,其宏观体的展现形式多种多样,按照维度分为一维的窄带、纤维... 详细信息

活性炭,碳纳米管,石墨烯等主流碳材料作为当下储能领域研究的热点,并且发挥着各自的优势。其具备优良的导电性,巨大的比表面积以及稳定的化学性质。其中碳纳米管作为一维材料,其宏观体的展现形式多种多样,按照维度分为一维的窄带、纤维,二维的有碳布、湿法制备的碳纸、浮动生长碳膜,三维的有湿法的凝胶、浮动生长的套筒、浮动二次生长的泡沫、以及基底法生长的阵列。目前,储能领域的一大重要方向是开发柔性甚至是弹性储能器件,其中,柔韧性的基底和电极材料结构设计是关键所在。并且围绕着如何提高器件的比能量密度和比功率密度而不断奋斗着。为此,本论文对比了目前主流的水系分散剂并且优化了分散工艺,制备出稳定分散的水系单壁碳管分散液。利用碳管分散液,制备了大管径碳管和单壁碳管复合的柔韧碳纸,接着复合活性物质聚苯胺,制备了对称电容器。以碳管聚苯胺复合物为基础,研究了聚苯胺对称电容器的电化学充放电机理。为了进一步拓宽电容器的工作电位窗口而提高器件的能量密度,设计新体系的不对称电容器结构,并研究其充放电机理。主要的研究内容和创新点如下:以商业用单壁碳纳米管为原料,匹配不同的分散剂,采用细胞粉碎机超声和高速离心手段,从挂壁等级、上清液残余质量定量地分析了不同分散剂的分散效果。其中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)综合表现最好。为此,以SDBS为分散剂,制备出了分散稳定的水系单壁碳管分散液。以高稳定分散的单壁碳管分散液和大管径碳管分散液为原料,采用真空抽滤手段,制备出柔韧性优异的复合碳管纸。由于其协同效应的多级结构,表现出普通商用碳管纸和单纯单壁碳管纸所不具备的优良性质:1.优良的拉伸强度(27 MPa)和柔韧性;2.单壁碳管的利用率大大增加,比容量达到159 F g。进一步电沉积聚苯胺,复合膜的比容量甚至超过单纯的单壁碳管膜。并且复合结构节约了单壁碳管使用量,节约了成本。以碳膜聚苯胺为电极材料,构成对称电容器。选择一标准电极作为参考,用电压表记录对称电容器两极的电压变化,探究聚苯胺作为对称电容器的充放电机理。发现两极的工作电压利用范围低,并且活性物质在两极的充放电不彻底,导致器件的能量低。为了获得高能量密度的电容器,把目光转向非对称超级电容器。其拓宽了工作电位窗口,从而增加了能量密度。探究了不对称电容器体系的充放电机理。

关键词：碳纳米管水系分散对称电容器非对称电容器聚苯胺

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电容积分公式的推导及讨论

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甘肃教育学院学报（自然科学版） 2002年第3期16卷 60-64页

作者：陈秀武甘肃联合大学理工学院甘肃兰州730000

应用电学理论中的有关公式 ,推导出对称电容器内部介质在线性各向同性条件下的积分公式。

关键词：电容积分公式对称电容器电场强度电势差推导方法

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