高标
,
黄超
,
李庆伟
,
吴凯
,
张旭明
,
霍开富
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.07.10
超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全性高等优点，在储能领域具有巨大的应用前景。如何设计和制备具有优异电容性能的电极材料和电极结构是制备高性能超级电容器的关键。过渡金属氮化物（MxN，M=Ti, V, Mo, Nb, W）是一类具有开发潜力的优异电化学储能材料。相比碳材料，过渡金属氮化物具有更大的比电容，相比过渡金属氧化物电极材料，过渡金属氮化物表现出更为优异的倍率性能和快速充放电性能。介绍了几种典型的过渡金属氮化物储能材料及其电容特性，利用金属氮化物纳米线高长径比的特征，通过简单真空抽滤的方法，制备了具有良好机械柔性的三维交织的纳米线基薄膜纸电极；结合凝胶电解液，构建了高性能的柔性全固态超级电容器，最后对过渡金属氮化物在超级电容器领域的发展进行了展望。
关键词:
超级电容器
,
电极材料
,
过渡金属氮化物
,
复合材料
,
柔性电极
,
全固态器件
,
储能性能
徐安阳
,
刘志东
,
王振兴
,
张艳
机械工程材料
采用旋转的柔性铜电极在空气中对钛合金表面进行强化处理,并采用SEM、XRD、硬度计、表面粗糙度仪等对强化层进行了研究.结果表明:试验条件下,钛合金强化层由氧化物(TiO等)和金属间化合物(CuTi、Zn2TiO4、Cu4Ti3等)组成,厚度达到13～110μm,且随电流密度的增大而增厚;强化层晶粒得到细化,甚至产生了纳米晶;表面硬度相对基体提高195%～266%,且表面硬度随放电能量密度的增大而提高;表面强化处理对钛合金表面粗糙度影响较小.
关键词:
钛合金
,
柔性电极
,
电火花
,
表面强化
门春艳
,
石琴
,
李娟
,
李清文
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13139
通过水热法制备了粘附于导电碳纳米管(CNT)纸表面生长的层级花状β-Co(OH)2,并将其作为电化学电容器高性能柔性复合电极材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了产物的微观结构和形貌.所得材料为三维疏松分层纳米花结构的β-Co(OH)2/CNT纸复合材料,其直径约为3 μm.通过循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗等测试手段研究了该柔性材料的电容性能,结果表明:该复合材料在6 mol/L KOH电解液中,电流密度为2A/g时比容量达到2764 F/g;碳纳米管纸赋予了复合材料优良的导电性和柔韧性,同时β-Co(OH)2的层级花状结构利于活性物质与电解液之间的接触,因此,复合材料与纯的β-Co(OH)2相比,倍率容量和循环性能都得到明显改善.
关键词:
β-Co(OH)2
,
碳纳米管纸
,
柔性电极
,
比容量
刘亚柳
,
袁中直
,
刘俐伶
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2015.07.140404
通过电化学法使溶液中的Mn2电解氧化为MnO2,沉积复合在石墨烯片膜上,形成由MnO2/石墨烯复合材料构成的纸电极.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)和恒流放电等技术手段对纸电极材料的结构、形貌以及电化学性能进行了研究.结果表明,MnO2球形颗粒均匀地沉积在石墨烯片膜上,形成了厚度45 μm的纸电极,经过380℃煅烧后,纸电极中的MnO2晶型由γ-MnO2转化为β/γ-MnO2混合晶型,是良好的柔性Li/MnO2电池的电极材料.MnO2/石墨烯纸电极在室温下0.1C放电容量达269 mA·h/g,而且电化学阻抗低、柔韧性好.
关键词:
锂电池
,
石墨烯
,
二氧化锰
,
柔性电极
刘超
,
文豪
,
张楚虹
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.006
硅作为锂离子电池负极材料具有极高的理论比容量(4200mAh/g),是目前商业化石墨负极材料的数十倍.但是由于在充放电过程中极易发生粉化破碎,导致其循环比容量会迅速衰减.首次通过水热还原的方法制备了自支撑纳米硅/石墨烯复合纸柔性负极材料.SEM表征显示纳米硅颗粒均匀地分散在石墨烯片层中,制得的复合纸电极较纯硅纳米颗粒的电化学性能有大幅度提高,在100mA/g的电流密度下,首周放电比容量4003mAh/g,十分接近硅的理论比容量,且首周库伦效率高达91％.复合纸循环20周后比容量在3300mAh/g左右,50周后仍能维持1000mAh/g左右的比容量.这主要可归功于石墨烯纸电极优异的柔韧性和导电性,有效抑制了纳米硅颗粒的体积膨胀和结构破坏.同时水热还原法较低的还原温度保证了石墨烯纸还原前后厚度变化不大,有利于石墨烯片层与Si纳米颗粒的紧密接触.
关键词:
纳米硅
,
石墨烯纸
,
水热还原
,
柔性电极
