梁晰童
,
潘伟
,
陈昆峰
,
薛冬峰
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.08.160174
传统超级电容器受低能量密度的限制，在当今器件研发中需更加关注电极材料结构-组成-性能研究。本文总结了新型赝电容器的发展历程及其研发过程中存在的挑战与解决措施，着重从胶体离子超级电容器电极材料等新型的电极材料和氧化还原电解质两个方面进行综述。原位合成的胶体离子超级电容器电极材料比非原位合成的电极材料具有更高的反应活性，并且以近似离子的状态存在，有效增加了电极材料的比容量。氧化还原电解质的使用在不改变电极材料的前提下，进一步提高了超级电容器的能量密度。初步介绍了新型锂离子电容器。锂离子电容器同时使用电池型材料和电容型材料，可提高其能量密度。依据当前超级电容器的研发现状，未来有望将电池材料和电容器材料结合使用，进而形成电池电容器或电容电池，使其同时具有高的能量密度和功率密度。
关键词:
超级电容器
,
胶体离子电极材料
,
氧化还原电解质
,
电池电容器
陈昆峰
,
薛冬峰
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.01.150308
胶体离子超级电容器作为一种新型的超级电容器,其同时具有能量密度和功率密度高的独特优势.目前已经发展了包括多种过渡金属阳离子和稀土阳离子,例如Mn2+、Fe2、Co2+、Ni2、Cu2+、Sn2+、Sn4、La3、Ce3+、Er3和Yb3+的胶体离子超级电容器体系.在电化学反应中,识别出电活性物质的存在形式对研究电极反应机理和提高比容量具有重要价值.本文主要通过对电活性物质比容量的探讨,理解这种新型胶体离子超级电容器的电化学储能机理.评述了胶体离子超级电容器的比容量核算方式,提出了以阳离子为标准核算比容量的原因,并与传统超级电容器的核算方式进行了比较,表明胶体离子超级电容器在提高能量密度方面具有潜在优势,有望突破现有电化学储能设备的技术瓶颈,实现下一代高能量储能器件的开发.
关键词:
比电容评价
,
胶体离子超级电容器
,
赝电容
,
法拉第反应
梁晰童
,
潘伟
,
陈昆峰
,
薛冬峰
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.08.160174
传统超级电容器受低能量密度的限制,在当今器件研发中需更加关注电极材料结构-组成-性能研究.本文总结了新型赝电容器的发展历程及其研发过程中存在的挑战与解决措施,着重从胶体离子超级电容器电极材料等新型的电极材料和氧化还原电解质两个方面进行综述.原位合成的胶体离子超级电容器电极材料比非原位合成的电极材料具有更高的反应活性,并且以近似离子的状态存在,有效增加了电极材料的比容量.氧化还原电解质的使用在不改变电极材料的前提下,进一步提高了超级电容器的能量密度.初步介绍了新型锂离子电容器.锂离子电容器同时使用电池型材料和电容型材料,可提高其能量密度.依据当前超级电容器的研发现状,未来有望将电池材料和电容器材料结合使用,进而形成电池电容器或电容电池,使其同时具有高的能量密度和功率密度.
关键词:
超级电容器
,
胶体离子电极材料
,
氧化还原电解质
,
电池电容器
李宫
,
陈昆峰
,
金京一
,
薛冬峰
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2017.01.160455
稀土离子La3+掺杂的NiCo层状双金属氢氧化物纳米片具有高的超级电容器性能,比容量达到1115 F/g(1A/g)、倍率性能为517 F/g(30 A/g).研究表明,La3离子掺杂不改变NiCo层状双金属氢氧化物晶体结构,但会显著影响其电子和离子传导特性,从而改变其电化学性能.根据离子电负性标度,La3+(1.327)和Co2(1.377)离子的电负性值最接近,掺杂La3+会优先取代Co2+离子位置.由于La3+离子的尺寸作用(106 pm),使得最优掺杂比例较小仅为0.26％,电化学结果表明较少的La3+掺杂比例依然会显著调节NiCo层状双金属氢氧化物的电子/离子输运性质.
关键词:
层状氢氧化物
,
稀土离子
,
掺杂
,
超级电容器
