陈泽华
,
马亿珠
,
麻鹏程
,
曹建亮
,
王燕
,
孙广
,
王晓冬
,
哈日巴拉
,
张传祥
,
张战营
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60042-6
通过水热法合成钒系磷酸盐单斜系VPO4·H2O,通过氧化作用得到ε-VOPO4纳米片.ε-VOPO4纳米片在嵌锂两个过程中与超过1 mol的锂原子发生反应.对制备的ε-VOPO4纳米片进行XRD测试,得到晶胞参数为α=7.2588(4)?;b=6.8633(2)?;c=7.2667(4)?.结果表明,制备的ε-VOPO4纳米片厚度为200 nm且结晶度完美.电化学性能表征结果表明,制备的单斜系 ε-VOPO4纳米片在高电流密度下表现出优越的电化学性能,在电流密度为0.09 mA/cm2情况下的初始放电容量为230.3 mA·h/g.初始放电后,在电流密度为0.6 mA/cm2下经过1000次循环后其容量保持率为73.6%(放电窗口为2.0~4.3 V).
关键词:
锂离子电池
,
纳米片
,
钒系磷酸盐
,
正极材料
,
合成
,
表征
张传祥
,
张睿
,
邢宝林
,
成果
,
谢应波
,
乔文明
,
詹亮
,
梁晓怿
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(09)60020-2
以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料.采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征.在1mol/L (C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响.结果表明:以NaOH为活化剂可制备出比表面积943mol/L～2479mol/L、比电容57F/g～167F/g的活性炭电极材料.活性炭电极材料的比电容不仅取决比表面积,而且与活性炭的孔径分布有关.孔径为2nm～3nm的中孔的存在可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而使电容器的电化学性能得到增强.
关键词:
活性炭
,
电化学电容器
,
电化学性能
,
孔结构
康伟伟
,
黄光许
,
张传祥
,
王力
,
王晓娇
,
张传涛
,
王小娇
,
孔晓东
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.004
以西瓜皮的炭化料为前驱体,KOH为活化剂(碱炭比1:1～4:1),在800℃下活化1h制备超级电容器用活性炭电极材料.利用低温N2吸附法对活性炭的孔结构进行表征,采用恒流充放电、循环伏安和漏电流等测试方法评价了其在无机体系(3 mol·L-1KOH)中的电化学性能.结果表明,4种活性炭均属层次孔炭,孔径集中分布在0.8～4.5 nm之间,包括0.8～2.0 nm之间的微孔和2.0～4.5 nm之间的中孔;比表面积、总孔容和中孔率最高分别达2480m2·g-1、1.521 cm3·g-1和78.8％.4种活性炭电极材料的充放电可逆性良好,具有典型的双电层电容特性,质量比电容、比电容保持率最高分别达258 F·g-1、84.9％,是一种理想的电化学电容器用活性炭电极材料.
关键词:
西瓜皮
,
活性炭
,
孔径分布
,
电化学性能
邢宝林
,
陈丽薇
,
张传祥
,
郭晖
,
康伟伟
,
张乐
,
赵红雨
,
张扬
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.06.010
以玉米芯为原料,采用KOH活化法制备超级电容器用活性炭.利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能.研究了脱灰对玉米芯活性炭孔结构及其电化学性能的影响.结果表明,在碱炭比3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下,可以制备出比表面积为2019m2/g、总孔容为1.084 cm3/g、中孔率为15.6％的高比表面积活性炭.玉米芯经脱灰处理可以显著改善其所制活性炭的孔隙发达程度和中孔分布,脱灰玉米芯活性炭的比表面积、总孔容及中孔率分别可达2311 m2/g、1.246 cm3/g和26.0％.玉米芯活性炭电极材料在3 mol/L KOH的电解液中具有良好的电化学性能,其比电容量可达253 F/g.脱灰玉米芯活性炭电极的比电容量更高(可达278 F/g),比电容提高9.9％,且内阻更小.
关键词:
玉米芯
,
活性炭
,
超级电容器
,
电化学性能
谢应波
,
张维燕
,
张睿
,
成果
,
张传祥
,
乔文明
,
凌立成
材料科学与工艺
采用沥青焦为原料,以NaOH化学活化法制备出不同碱炭比(R)系列活性炭.用氮气吸附和脱附等温线计算出BET比表面积、DFT孔径分布及孔容,并且通过直流循环充放电、循环伏安等表征方法研究了其电化学性能.实验结果表明,R值对活性炭的BET比表面积、DFT孔径分布及孔容有良好的调控作用:当R=5时,其最大BET比表面积为1089m~2/g,孔容达0.53 cm~3/g,当R=3时,其孔径分布在1.0-2.0nm百分比达36.2%;其直流循环充放电曲线较好,循环伏安曲线也近似矩形,表明具有良好双电子层电容器电极材料特性,在3moL/L的KOH电解液体系中,最大质量比电容、体积比电容、单位面积比电容分别达202F/g、143F/cm~3、32.9μF/cm~2;在1 moL/L(C_2H_5)_4NBF_4/Pmpylene Carbonate(PC)电解液体系中,最大质量比电容、体积比电容、单位面积比电容分别达149F/g、107.3 F/cm~3、20μF/cm~2.对KOH和(C_2H_5)_4NBF_4/PC电解质吸附的最佳孔径分别为1.3nm,1.5nm左右.
关键词:
活性炭
,
化学活化
,
比表面积
,
超级电容器
马亚芬
,
谌伦建
,
张传祥
,
邢宝林
材料导报
煤基活性炭是超级电容器电极的主要材料之一,分析了煤基活性炭的性质与超级电容器性能的关系,介绍了活性炭的表面结构,论述了活性炭表面化学性质的改性方法的研究进展,认为多种方法复合改性是煤基活性炭改性的发展方向,并阐述了电极用活性炭材料的应用趋势.
关键词:
煤基活性炭
,
改性
,
电极材料
,
超级电容器
邢宝林
,
李龙
,
马爱玲
,
张传祥
,
谌伦建
材料导报
以内蒙古优质褐煤为原料,KOH为活化剂,采用微波加热活化法制备超级电容器用活性炭,利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能,并与日本商业化超级电容器用活性炭在结构及性能方面进行对比分析.结果表明,在碱炭比为3,微波活化时间为20 min的条件下,可制备出比表面积达2593 m2/g、总孔容达1.685 cm3/g、孔径主要分布在0.5～10 nm之间、中孔率达67.3％、平均孔径为2.61 nm的优质活性炭.该活性炭用作超级电容器电极材料在3mol/L KOH电解液中具有优异的电化学性能,电流密度由50mA/g提高到10 A/g时,其比电容由346F/g降低到273 F/g,显示出良好的功率特性,经1000次循环后,比电容保持率为93.2％.与商业活性炭相比,微波法活性炭的性能更加优良.
关键词:
煤基活性炭
,
微波加热
,
超级电容器
,
电极材料
,
电化学性能
邢宝林
,
张传祥
,
段玉玲
,
郭晖
材料导报
聚合物共混炭化法有望成为一种能够对炭材料孔径进行精细控制的方法.该方法利用两种热稳定性不同、可形成相分离结构的聚合物共混炭化,热稳定性高的聚合物经过高温炭化成为炭基体,热稳定性差的聚合物则在热处理过程中分解气化,并在炭化产物中留下孔隙结构.综述了聚合物共混炭化法制备多孔炭材料的原理、方法、研究现状及最新进展,并指出共混聚合物分相相畴的控制和炭化过程中孔结构的控制是该法所存在的主要问题.
关键词:
聚合物
,
共混炭化
,
多孔炭材料
邢宝林
,
黄光许
,
谌伦建
,
张传祥
,
徐冰
材料导报
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.
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
邢宝林
,
谌伦建
,
张传祥
,
黄光许
,
朱孔远
材料导报
活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用.论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向.
关键词:
活性炭
,
电极材料
,
超级电容器
,
电化学性能
