谢莉婧
,
孙国华
,
谢龙飞
,
苏方远
,
李晓明
,
刘卓
,
孔庆强
,
吕春祥
,
李开喜
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(16)60003-3
以高电容特性的CoNi-LDH作正极,活性炭作负极,6 mol/L KOH溶液为电解液构筑CoNi-LDH/AC非对称超级电容器.由于这两种材料在同一种电解液中发生可逆循环时对应的电化学电势范围不同,因此通过组合这两种电极材料可以有效地解决对称电容器工作电压低的问题.用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究.结果表明,所组装非对称电容器在碱性水系电解液中,其工作电压可以达到1.5V.通过比较它与基于两种电极材料对称电容器的能量密度-功率密度曲线可以看出,非对称电容器的性能有了很大提高,在功率密度为102.3 W·kg-1时,其能量密度可以达到46.3 Wh·kg-1.
关键词:
钴镍双金属氢氧化物
,
纳米复合物
,
非对称超级电容器
,
能量存储
李用
,
吕小慧
,
苏方远
,
贺艳兵
,
李宝华
,
杨全红
,
康飞宇
新型炭材料
采用CTAB为表面活性剂将氧化石墨烯和炭黑均匀分散,经水热过程将二者组装到一起,进而高温热处理得到石墨烯/炭黑杂化材料。该材料是一种具有独特结构和良好性能的石墨烯/炭黑杂化材料作为锂离子电池二元导电剂。炭黑颗粒均匀分布在石墨烯表面,可防止石墨烯片层团聚并进一步提高电子导电效率。由于炭黑可增加对电解液的吸附,促进电极内部锂离子的传输过程,最终提高锂离子电池的倍率性能。结果表明,使用质量分数5%900℃热处理之后的二元导电剂的LiFePO4,在10 C时比容量为73 mAh/g,优于使用10%炭黑导电剂时的LiFePO4(10 C比容量为62 mAh/g)。按照整个电极质量计算,前者的比容量性能比后者提高了近25%,同时在循环性能方面,前者的稳定性也优于后者。
关键词:
石墨烯/炭黑杂化材料
,
二元导电剂
,
锂离子电池
,
倍率性能
苏方远
,
谢莉婧
,
孙国华
,
孔庆强
,
李晓明
,
刘卓
,
陈成猛
新型炭材料
本文对目前石墨烯在电化学储能过程中理论计算的研究进行系统整理，从石墨烯材料电子结构特征出发，对其在超级电容器、锂离子电池和氧还原过程中石墨烯起的作用进行综述，详细讨论了石墨烯在以上不同电化学环境中与物质的相互作用机制，为新型石墨烯基电化学储能器件的研究提供理论基础和研究思路。
关键词:
石墨烯
,
电化学储能
,
理论计算
,
电子结构
郑晓雨
,
苏方远
,
杨全红
,
康飞宇
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.001
能源危机和环境污染不断加剧，开发绿色、高效的电化学储能器件迫在眉睫。由于锂具有很高的能量密度，锂系二次电池包括锂离子电池、锂硫电池和锂空电池等得到广泛研究和快速发展；而碳基材料是锂系二次电池重要的电极材料和关键组分。石墨烯是“至柔至薄”的碳基材料，良好的力学、热学、电学性能以及高比表面积和柔性片状的结构特征使其在锂系二次电池中展示出很大的应用潜力；作为其它 sp2杂化碳基材料的基本结构单元，石墨烯的出现也为构建高性能的新型碳电极材料提供了契机。评述了不同结构形貌的石墨烯基材料在锂系二次电池中的研究进展，并对目前存在的问题和下一步的工作方向进行了分析与展望。
关键词:
石墨烯
,
锂离子电池
,
锂硫电池
,
锂空电池
,
二次电池
王琪
,
苏方远
,
唐致远
,
凌国维
,
杨全红
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(12)60026-2
讨论了两种具有形貌代表性的导电添加剂:球形的炭黑(SP)和纤维状的气相生长炭纤维(VGCF)对锂离子电池性能的影响.结果表明,使用SP作为导电剂的电池容量高于使用VGCF的电池,SP可有效地协助锂离子电池容量性能的发挥.同时,前者在较高电流放电条件下的倍率性能也明显优于后者.当分别将50％质量分数的两种添加剂组成复合导电剂时,在相同添加量条件下,所得复合导电剂的性能优于单独使用的炭黑导电剂,电池表现出更高容量性能和更好的倍率性能.这是由于SP和VGCF不同的形貌结构使两种导电添加剂表现出了良好的协同效应,从而使电池性能获得进一步提高.使用更高容量的商用化10Ah和50Ah电池进一步验证以上结论.
关键词:
导电添加剂
,
协同效应
,
锂离子电池
,
高功率
,
大容量
苏方远
,
高建国
,
温月芳
,
杨永岗
材料导报
使用二维网络模型和计算机图像处理技术探讨了炭纤维长度及排布对其堆积形成的孔隙结构的影响.结果表明,随着炭纤维长度的增加,孔径分布变宽,孔径平均值和标准偏差增加,孔隙率匀度先变差然后在纤维长度达到一定程度后增加;随炭纤维在平面内X、Y方向排布差别增加,孔径分布及平均孔径和孔径标准偏差基本不变,但孔隙率匀度变差.因而,为了制备满足质子交换膜燃料电池传质要求的炭纤维纸,在满足其它参数要求的条件下,纤维长度应尽可能长,并且应尽量保证在平面内各方向均匀排布.
关键词:
炭纤维纸
,
孔
,
二维网络模型
,
图像处理
焦琛
,
张卫珂
,
苏方远
,
杨宏艳
,
刘瑞祥
,
陈成猛
新型炭材料
超级电容器具有高功率密度、长循环寿命、良好的低温使用性能和安全性的优点,已经广泛应用到电子产品、能量回收和储能等领域.电极材料和电解液是决定超级电容器性能的两大关键因素,超级电容器常用的电极材料包括碳质材料(活性炭、碳纳米管、石墨烯、炭纤维、纳米洋葱碳等)、金属氧化物(金属氢氧化物)、导电聚合物及复合材料等;电解液主要有水系电解液、有机系电解液与离子液体.本文综述了超级电容器电极材料与电解液的研究现状,详细介绍了电极材料、电解液的性能及优缺点,并对新型电极材料和电解液的研究趋势提出展望.
关键词:
超级电容器
,
电极材料
,
电解液
