镍基赝电容器的研究进展

回顾了国内外近几年含镍电极材料的赝电容器的研究进展;比较了镍的氢氧化物、氧化物等的制备方法、工艺条件,以及它们的掺杂改性和与多孔性载体复合等,作为赝电容器材料的特点;指出了提高材料的比电容、比功率、比能量等超级电容器主要性能指标的一些建议。     

镍表面阳极氧化膜质量的测试方法

氧化镍/氢氧化镍是一种性能优异的超级电容器的电极材料,借助阳极氧化工艺,可发挥其优异的超级电容特性,然而阳极氧化成膜过程涉及增重和酸溶解过程,因此,不能采用成膜前后称量的方法得出膜的质量。为了解决这一问题,提出了一种阴极电化学方法,该方法可以溶解氧化膜而不损害基体,进而通过差重法,精确得到氧化膜质量。     

水热法合成再生纳米级MnO_2超级电容器性能的研究

本文采用水热合成法制备MnO2电极材料,以从旧电池里回收的MnSO4为锰源,以过硫酸铵为氧化剂,在不同反应时间下合成MnO2制备成电极,并组装成对称型超级电容器。采用三电极测其循环伏安、交流阻抗,用对称电容器测其恒流充放电时间对电化学性能进行测试,分别研究同一还原系列的样品在充放电过程中的电化学性能。结果表明,水热反应时间对MnO2电极材料的电化学性能有一定的影响,实验分析得出:在以过硫酸铵为还原剂的情况下,48h合成的MnO2更适合做超级电容器的合成材料。     

MOFs电极材料的制备及其电化学性能

设计了直接利用金属有机骨架化合物(MOFs)材料制备超级电容器电极的实验，并研究了影响其电化学性能的关键因素。先通过一步搅拌加热法制备MOFs材料，并添加碳材料改善MOFs材料的导电性能，进而提升电化学性能；再以X-射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物的结构与形貌进行表征，并用循环伏安法、恒流充放电法进行相应的电化学分析。实验结果表明：所制备的MOFs材料为片状结构，加入不同的碳材料后MOFs电极性能得到了明显的提升，其中加入石墨烯的提升效果最为显著；不同浓度的前驱体、石墨烯的用量以及不同的反应条件均会影响MOFs材料的电化学性能。该结果为直接利用MOFs作为电极材料应用于超级电容器中提供参考。     

薄膜电极材料超级电容性能综合实验设计

设计了薄膜电极材料的制备及超级电容性能研究的综合性实验。运用电化学沉积的方法制备Co(OH)2薄膜电极材料,采用FESEM对基底与薄膜进行形貌表征,通过差热-热重对薄膜的热稳定性进行分析,重点考察了两种沉积温度对薄膜超级电容性能的影响。结果表明,50℃沉积温度下电流密度为4 A/g时,比容量可达2780 F/g,且分散阻抗较低。该实验原材料简单,过程容易实现,且涵盖薄膜材料制备、表征、性能分析等多个知识点。     

掺磷石墨烯的制备及其电化学性能研究

石墨烯以其优异的导电性、较大的比表面积，在超级电容器领域得到广泛关注。本研究以氧化石墨烯为原料，通过磷酸浸溃，然后经高温还原处理制备掺磷石墨烯电极材料，通过XRD、SEM等手段表征其结构，并应用恒流充放电、循环伏安等技术考察其电化学性能。结果显示，氧化石墨烯经处理后得到还原的同时掺杂了磷元素。掺磷石墨烯的比电容提高接近2倍，显现了较好的电容特性。     

立方形锰氧化物的制备及其电容特性研究

目的 :制备立方形锰氧化物高电容超级电容器材料。方法:采用水热结合热分解的方法,制备结构均一的锰氧化物的立方体结构;利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对样品进行了微观表征,使用自制的三电极体系对电极材料进行了循环伏安(CV)、充放电性能和循环稳定性研究。结果:检测结果显示,所制备的立方体结构是由一个个约为10 nm的小颗粒自组装形成的,颗粒之间具有丰富的微孔结构。电化学测试显示在电流密度为1 A/g下,担载量为2 mg/cm2的条件下,电极材料的放电比容量高达318 F/g,其作为正极材料具有比较好的电容特性。结论:此方法制备过程简单,容易工业化生产,该立方形的锰氧化物较适合作为超级电容器的正极材料。     

NiCo-LDH电极材料的合成及其超级电容性能综合实验设计

本实验采用水热法及不同沉淀剂,在泡沫镍表面原位生长出不同形貌的镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDHs)电极材料,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品进行物相及形貌表征,利用电化学工作站对电极材料的超级电容性能进行评价。实验结果表明,在其他反应条件相同情况下,以六亚甲基四胺(HMT)和尿素作为沉淀剂,所得产物形貌分别为纳米片和纳米线,而NiCo-LDH纳米片的超级电容性能优于纳米线。该实验设计简单,涵盖纳米材料合成、表征及电化学性能评价等诸多知识点,有助于学生理解纳米材料形貌与性能间的关系,提升学生的科研意识和综合实践能力。     

纳米氧化镍在铁镍蓄电池中的应用研究

通过硝酸镍溶液和尿素溶液，采用均相沉淀法制备出纳米氧化镍，以纳米氧化镍取代传统的普通氧化镍和碳棒一起制成纳米氧化镍电极，应用于铁镍蓄电池中。研究了其电化学性能，比较了纳米氧化镍蓄电池和非纳米氧化镍蓄电池充放电特性，发现前者的放电性能明显优于后者，其充电性能也表现出更好的态势。     

石墨烯纸/碳纳米管多孔柔性电极在超级电容器中的应用

基于石墨烯纸、碳纳米管和MnO_2制备了具有相互连通孔洞的三维自支撑结构,然后将这种三维复合结构制成了超轻且柔性的超级电容器.该结构具有良好的导电性、柔韧性和机械性能,可作为超级电容器的自支撑电极.通过恒流充放电测试,发现这一电极具有360 F/g的比电容.将该电极对称组装成超级电容器(面密度小于4 mg/cm²,厚度小于30μm),能量密度最高能达到10 Wh/kg.其良好表现可广泛应用于柔性轻质超级电容器中.     

电极材料制备及储能性能综合实验

设计了超级电容器储能电极活性物质的制备及电极储能性能研究的综合性实验,实验设计了材料制备-电极制备-储能应用的完整电极生产应用流程,并涵盖了多个化工单元操作,强化学生对纳米材料结构与性能间构效关系的认识,实现对理论知识和实验数据的综合性理解分析。通过实验,学生的科研意识、实验动手及团队合作能力得到有效提高。     

MOFs制备镍钴氢氧化物及其性能研究的实验设计

随着超级电容器在储能领域的广泛应用,电极材料的研制越来越受到产业与科学界的关注.通过金属-有机骨架(MOFs)设计了制备超级电容器用过渡金属氢氧化物的实验,运用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物的结构与形貌进行表征,并用循环伏安法进行相应的电化学分析.该实验可以让学生了解MOFs材料的基本特性以及电容器的储能原理和测...     

一个研究型综合化学实验的设计

设计了一研究型综合化学实验,主要介绍了一种纳米二氧化锰粉末电极的制备工艺,并通过组装成三电极体系进行恒电流充放电测试,从而计算纳米二氧化锰研究电极的比电容。在实验教学过程中引入前沿热点超级电容器,可以让学生更加直观地了解化学电源的基本结构与性能评价标准,拓展他们的知识领域。     

Co(OH)_2/rGO电极储能动力学实验设计

随着能源在现代社会的作用日益凸显,储能电极材料的研究越来越受到关注。越来越多的新型电极材料显示出既不是纯电容性(超级电容器,表面电容控制)也不是纯法拉第性(电池,扩散控制)的电化学特性。为了阐明电极的这2种电化学储能行为差异,该文采用在实验课堂上就可以进行的简单快速的方法制得Co(OH)_2/还原氧化石墨烯(rGO)复合电极。在1 mol/L KOH水溶液体系中,对该电极进行了不同小扫速下的循环伏安测试(CV)。根据电流i与扫速v的幂律关系对电极反应的表面控制与扩散控制贡献进行定量计算,并探讨其与Co(OH)_2电极在相同测试条件下的电化学行为差异。该实验将当前的储能研究热点整合成一个物理化学实验,有利于学生学会电池材料、超级电容器材料及其储能原理等相关概念,掌握电极材料储能动力学分析方法和原理,学习一种储能电极材料的制备方法,由此激发学生科学研究的兴趣。     

3DC-Ni3Si2O5(OH)4制备及其电化学性能研究

目的:合成3D C-Ni3Si2O5(OH)4电极材料,并对此合成材料的物理性质进行探究,通过电化学测试从中选出电化学性能最优的合成方法.方法:以煅烧天然芦苇叶得到的碳源(C-SiO2)结合Ni(CH3COO)2·4H2O,形成层状硅酸镍C-Ni3Si2O5(OH)4纳米颗粒作为电极材料,需要将其按照不同比例进行混合,将其编号为C-NiSi-1-5,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱和电化学测试等方法研究复此合材料的结构、形貌及超级电容性能.结果:测试结果表明,与C-SiO2结合并原位生成的层状硅酸镍具有较高的比表面积、多孔结构和出色的电化学性能.结论:编号为C-NiSi-3的电极材料在0.5 A/g电流密度下比电容为74.7 F/g,C-NiSi-3在10000次循环后具有97％ 的出色电容保持率.     

泡沫镍负载MnO_2的制备及表征测试综合实验设计

介绍了一个物理化学综合实验的设计,采用简单的水热合成方法在泡沫镍表面原位沉积纳米MnO2形成电极材料,利用傅里叶红外技术、X射线衍射技术、比表面积测试、扫描电子显微镜及场发射扫描电镜对产物进行结构表征与形貌分析,通过循环伏安曲线和恒电流充放电测试评价了材料的电容性能。通过测试表明,MnO2在泡沫镍表面均匀分散,所得复合物在电流密度为5mA/cm2时放电比容量达到944.2F/g,同时表现出优异的循环稳定性。实验设计中制备路线简单可控,表征方法方便易得。该实验有利于加深学生对化学电源电极材料的结构与性能的了解,有益于培养学生的创新意识和提高其综合实验能力。     

江海股份:均线多头排列

正浙商证券预测数据江海股份(002484)进军新材料领域。公司入股VOLTA材料有限公司,VOLTA公司所拥有的专利新材料在理论上和实验室试验中能全面提升超级电容器性能,大幅降低其成本,并能从根本上改善铅酸蓄电池的性能和寿命。薄膜电容2014成长起点。公司薄膜电容通过60     

重油热改质与功能性应用综合实验设计

为实现重油的高质化利用,该文分别从重油临氢热改质与重油碳化制备功能性碳素材料两个角度出发,设计了重油热转化与功能性应用综合实验.重油临氢热改质过程包含临氢降黏裂化和临氢延迟焦化,而重油基碳素材料制备包含对原料进行溶剂脱固以制备优质针状焦,以及利用劣质石油焦制备多孔活性炭吸附材料、超级电容器和铁碳微电解填料.该实验设计具...     

小龙虾壳助力制备高性能电极材料

中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系朱锡锋教授研究团队提出了"废弃生物质制备高性能超级电容器电极材料"的新方法。据介绍,这项成果基于生物模板-碱活化的方法,以小龙虾壳为辅助材料,从重质生物油中成功合成了具有超高比表面积、高孔容和适宜氧原子含量的分层多孔碳。     

MnO_2@MoO_3核壳纳米材料的制备及其电容性能的研究

超级电容器是一种新型储能元件,具有高电容量、高充放电速率、循环寿命长等特点,与传统电化学电池相比有更加广阔的发展前景。利用水热法在Ti网上制备MnO_2纳米棒,然后在其表面沉积MoO_3得到MnO_2@MoO_3核壳纳米样品,并通过热场扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱分析法以及循环伏安法等方法表征所制备MnO_2@MoO_3核壳纳米材料的形貌组成和电化学性能。