电解质浓度和温度对活性炭电容性能的影响

采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了电解质浓度和温度对活性炭电容性能的影响. 活性炭电容器在0.1、0.5、1.0和6.0 mol·L^-1 KOH溶液中性能测试结果表明: 活性炭在高浓度电解质中具有高电容和低内阻, 但电位窗口较窄; 电容和内阻与KOH浓度的对数成正比. 活性炭电容在不同温度(20、40、80 °C)的性能测试结果表明: 高温能够增加电容和降低内阻, 但是却加速了长期充放电过程中电容的衰减.     

酚醛基活性碳纤维双电层电化学电容器的研究

利用KOH活化制得了酚醛基活性碳纤维(ACF).研磨后形成细颗粒酚醛基活性碳纤维材料(P-ACF).对比研究P-ACF与ACF在6 mol·L-1 KOH溶液中的电化学性能,结果表明:P-ACF电极表现出更佳的电容性质,比电容达200 F·g-1,大电流放电比电容衰减速率较慢,其微孔离子迁移电阻(Rp,2.96Ω)较ACF的(4.65Ω)小.研磨可增加ACF的断面暴露量,降低纤维间接触电阻和微孔内离子迁移电阻.     

活性炭表面担载氧化锰复合电极的电化学电容性能

通过在两种商品活性炭XC-72(比表面250m2·g-1)和YEC-8(比表面1726m·2g-1)电极表面涂刷Mn(NO3)2,并在200℃进行热分解得到表面担载氧化锰的复合材料电极.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征电极的形貌和氧化锰的晶体结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗考察了不同电极的电化学电容性能.结果表明,Mn(NO3)2在200℃的热解产物是α-Mn2O3和α-Mn3O4的混合物.当C和MnOx的质量比为2∶1和9∶1时,XC-72/MnOx中氧化锰的比电容分别达到499和435F·g-1,YEC-8/MnOx中氧化锰的比电容分别达到554和606F·g-1,表明氧化锰的赝电容对电极比电容的贡献十分显著.     

镧掺杂的二氧化锰/碳纳米管电化学超级电容器复合电极

尽管在二氧化锰/多壁碳纳米管（MnO₂/MWCNTs）上获得了较高的比电容,低电导率仍是制约MnO₂担载量或膜厚度提高的主要障碍.另一个问题是MnO₂/MWCNTs的循环稳定性远低于活性炭.所以截止到目前这一新型材料的应用仍然受到很大的限制.本文采用原位还原的方法制备镧掺杂二氧化锰/多壁碳纳米管电化学超级电容器复合电极材料.分别通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱等技术对这些复合材料的形貌与结构进行了分析.采用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法对其进行了电化学性能的研究.研究结果表明,通过还原MnO₄^-可以在MWCNTs上形成La掺杂MnO₂复合材料.La掺杂降低了复合电极的电阻,这是因为La的引入可以增大MnO₂的晶格缺陷,从而提高材料的电导率以及电极的电化学性能.因此La掺杂是克服MnO₂本征导电性差的有效途径之一.掺杂La可以在不增大电极电阻的情况下提高MnO₂的担载量或膜厚度.La掺杂的更重要的作用是使以MnO₂/MWCNTs作电极的对称电化学超级电容器的循环性能得到显著改善.此外,La掺杂也使复合电极的比电容得到一定程度的提高.