氧化镍的合成及其超级电容性能

采用直接沉淀法制备了β-Ni(OH)2前驱体,经热处理后得到样品粉末。采用XRD、SEM和BET测试技术对样品进行了物性表征。结果表明,样品为立方相的NiO。用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究了其超级电容性能。结果表明,所制备的NiO具有典型的法拉第赝电容特性。当pH值为11～12,沉淀温度为30℃条件下制备出Ni(OH)2前驱体,经300℃热处理3h后得到的NiO的比容量最大。当充放电电流密度为3×10-3A/cm2时,电极材料的比容量达到346F/g,电极电化学反应的电极电阻和液接电阻分别为0.24和0.085Ω,且具有良好的循环寿命。5×10-3A/cm2循环100次后,比电容为291.5F/g,充放电效率为93.5%。     

多孔氧化镍薄膜的制备及其超级电容器性能

以氟掺杂的SnO₂导电玻璃(FTO)为基底,通过水热法与高温煅烧法相结合成功制备出多孔氧化镍薄膜。 通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、晶体粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对所制备NiO进行了物相组成、表面形貌及元素价态的表征。 在6 mol/L KOH电解液中,采用循环伏安法、恒电流充放电对NiO薄膜电化学性能进行了研究。 结果表明,在电流密度为2 A/g时,NiO薄膜的比电容可达651.6 F/g,循环1000圈后其电容保留值可达71.6%,是理想的超级电容器电极材料。     

水溶性壳聚糖制备多孔碳/氧化镍复合材料及其电化学电容行为

将水溶性壳聚糖碳化得到多孔碳材料, 然后制备了多孔碳/NiO复合材料. 透射电子显微镜(TEM), X射线衍射(XRD)和N₂吸-脱附实验等结构表征显示, 材料具有富含介孔的孔道结构. 循环伏安(CV), 恒流充放电等电化学测试表明, 复合材料具有良好的电化学电容性能. 其中Ni/C质量比为2:20时, 复合材料在0.1 A·g^-1电流密度下比容量可达355 F·g^-1, 而且经过1500次循环比容量仍保持99%左右, 表现出良好的循环稳定性.     

同步合成模板法制备热解炭及其电化学电容性能研究

研究制备新型炭材料是提高电化学电容器性能的有效途径。本文以二氧化硅干凝胶为模板,以合成间苯二酚-甲醛(RF)干凝胶为炭前驱体,采用同步合成模板法制得了比表面积达1100m²·g^-1,孔径分布集中,平均孔径为4.5nm的炭材料。循环伏安研究表明,与比表面积为1720m²·g^-1的活性炭相比,本研究制得的炭材料具有更优异的电化学电容性能,2mV·s^-1时比容量达195F·g^-1。     

溶剂热法合成蜂巢状氧化镍及其电化学电容性能

利用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的溶剂热法制备了蜂巢状氧化镍，反应过程中DMF既做溶剂又做沉淀剂。研究了不同制备条件对NiO形貌及电化学性质的影响，并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及循环伏安(CV)技术进行了表征。结果表明，300 ℃热处理得到的氧化镍，10 mA电流下单电极比电容达460 F·g^-1。     

微波固相剥离法制备功能化石墨烯及其电化学电容性能研究(英文)

通过微波固相剥离氧化石墨制备了功能化石墨烯材料。石墨烯的剥离,是由于微波加热过程中氧化石墨烯片上的官能团分解为CO2和H2O,产生的压力超过了片层间的范德华力。形貌表征显示了石墨烯的有效剥离和纳米孔结构的形成。红外光谱分析结果表明微波剥离的功能化石墨烯仍然有少量的官能团残留。N2等温吸附-脱附测试结果表明样品具有高比表面积(412.9m2·g-1)和大孔容(1.91cm3·g-1)。电化学测试结果表明功能化石墨烯具有良好的电化学电容行为和207.5F·g-1的比电容。     

模板法合成NiO@Co3O4空心多孔小球及其储电性能的研究

空心结构在能量转化和储存等重要应用方面,展现出了巨大的潜力. 为了进一步提高性能,根据物质的组成和结构,合理设计出更复杂的空心结构材料是非常必要的,但目前仍然存在相当大的挑战. 本文报导了一种以硅小球作为模板的高效方法,合成了新型的NiO@Co₃O₄空心多孔小球,其比表面积可达219.68 m²·g^-1. NiO@Co₃O₄空心多孔小球的高比表面积有利于增强离子的扩散和提高活性物质的利用效率,并可防止纳米颗粒团聚. 测试结果表明,在5 mV·s^-1的扫描速度下,所制备的NiO@Co₃O₄空心多孔小球的比电容值达1140.9 F·g^-1,同时具有良好的循环稳定性,显示出该材料在超级电容器领域有较好的应用前景.     

快速沉淀法制备多孔纳米NiO及其电容性质研究

本文提出一种简单、低成本和无污染的快速沉淀法, 在没有添加任何有机试剂的条件下, 制备了高比表面积并具有良好孔径分布的Ni(OH)2, 于300 ℃下焙烧得到了多孔纳米NiO, 它在2.0 mol/L KOH电解液中的单电极比容量约为255 F/g.     

氯化钠模板诱导木质素基多孔炭的制备及其超级电容器性能

以木质素为碳源,氯化钠为模板,通过低温回流使木质素包覆在氯化钠外层,高温煅烧获得木质素基多孔炭,研究了其作为电极材料在超级电容器中的应用。 结果表明,改变煅烧温度可调控所得样品的孔结构,其比表面积在548~600 m²/g之间可变,且随着煅烧温度升高,比表面积和孔体积先增大后减少。 700 ℃煅烧所得样品具有最大的比表面积,并表现出最高的电容性能,其在6 mol/L KOH电解液中比电容可达252 F/g,有效面积电容高达31.2 μF/cm²,模板氯化钠可清洗分离并可循环利用。 提出了一种废弃物高附加值制备超级电容器用多孔炭的绿色方法。     

硼、氮共掺杂多孔碳的制备及其超电容性能

分别以含氮菲咯啉、四硼酸钾和醋酸锌为碳源、活化剂和模板,制备了B、N共掺杂多孔碳(BN-PC),并探究模板质量对BN-PC结构和储电性能的影响。当醋酸锌质量为5g时,所得BN-PC₅中B、N杂原子含量分别为 20.21%、18.29%。电化学测试结果表明,以6 mol·L^-1 KOH为电解液,BN-PC₅电极展现出高的比电容(在0.05 A·g^-1电流密度下为255 F·g^-1)、优异的倍率性能(在20A·g^-1电流密度下为188F·g^-1)和卓越的循环稳定性(在5 A·g^-1的电流密度下循环10 000次比电容保持率为97%)。以3 mol·L^-1 ZnSO₄为电解液,在平均功率密度为56W·kg^-1时,BN-PC₅电容器的能量密度可达27Wh·kg^-1。     

负极材料NiO的制备及电化学性能

以Ni(NO₃)₂·6H₂O和NaOH为原料,采用水热法合成了锂离子电池负极材料NiO。通过TG-DSC分析，确定了合成过程的反应机理。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,研究了NiO样品的结构、形貌及电化学性能。400 ℃焙烧得到立方结构的NiO产品，以0.10 mA·cm^-2充放电,首次放电比容量达到1 151 mAh·g^-1，经过20次循环后的比容量仍为776 mAh·g^-1。     

NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料的制备与超电容性能

通过化学浴沉积和水热法在泡沫镍上制备了NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料,XRD和SEM测试表明NiO纳米片垂直生长在泡沫镍上,交叉形成网状阵列结构;MnO_2纳米介孔泡沫进一步生长在NiO纳米片两侧,与NiO形成了壳核式的复合结构。循环伏安和恒流充放电测试发现,NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料的电化学性能相比复合前得到明显改善,在1 A·g~(-1)的电流密度下,比电容提高至1 297 F·g~(-1);2 A·g~(-1)下循环1 000次,比电容保持率高达97%,比电容和循环性能的改善是由于分级纳米片阵列复合结构方便了电解液传质,扩大了活性材料与电解液的接触,促进了赝电容反应,提高了NiO和MnO_2的结构稳定性。     

NiO/MnO2分级纳米片阵列复合材料的制备与超电容性能

通过化学浴沉积和水热法在泡沫镍上制备了NiO/MnO₂分级纳米片阵列复合材料,XRD和SEM测试表明NiO纳米片垂直生长在泡沫镍上,交叉形成网状阵列结构;MnO₂纳米介孔泡沫进一步生长在NiO纳米片两侧,与NiO形成了壳核式的复合结构。循环伏安和恒流充放电测试发现,NiO/MnO₂分级纳米片阵列复合材料的电化学性能相比复合前得到明显改善,在1 A·g^-1的电流密度下,比电容提高至1 297 F·g^-1;2 A·g^-1下循环1 000次,比电容保持率高达97%,比电容和循环性能的改善是由于分级纳米片阵列复合结构方便了电解液传质,扩大了活性材料与电解液的接触,促进了赝电容反应,提高了NiO和MnO₂的结构稳定性。     

基于导电基底的多孔银耳状氧化镍的电化学行为

采用化学沉淀法, 在导电基底上原位生长多孔状氧化镍。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征。采用循环伏安、恒流充放电技术和交流阻抗对其电化学性能进行了测试。结果表明, 由于泡沫镍导电基底增强了电极的导电性, 充分利用各组成单元的多孔特性, 在电流密度为0.5 A·g^-1时, 电极的比容量达到3.5 F·cm^-2 (705 F·g^-1), 同时电极具有较好的倍率特性(电容保持率68.1%)和稳定的长循环寿命(3 000次循环后电极比容量增加17.6%)。     

基于导电基底的多孔银耳状氧化镍的电化学行为

采用化学沉淀法,在导电基底上原位生长多孔状氧化镍.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征.采用循环伏安、恒流充放电技术和交流阻抗对其电化学性能进行了测试.结果表明,由于泡沫镍导电基底增强了电极的导电性,充分利用各组成单元的多孔特性,在电流密度为0.5 A·g^-1时,电极的比容量达到3.5 F·cm^-2 (705 F·g^-1),同时电极具有较好的倍率特性(电容保持率68.1%)和稳定的长循环寿命(3 000次循环后电极比容量增加17.6%).     

A Hierarchically Porous ZIF@LDH Core-Shell Structure for High-Performance Supercapacitors

Designing nanocomposites with good electrochemical properties is one of the challenges in constructing supercapacitors. Adjustable metal-organic frameworks (MOFs) have potential research value in improving charge storage and transfer due to their multi-porosity. Moreover, MOFs can serve as a precursor to various derivatives. Herein, a series of core-shell structures with macro-microporous ZIF-67 (M-ZIF-67) as the core and layered double hydroxide (LDH) as the shell were synthesized based on polystyrene spheres (PSs) template via a simple ion etching method. As a result, the sample of M-ZIF-67@LDH4 shows a specific capacitance of 597.6 F g⁻¹ at 0.5 A g⁻¹ and a high rate retention of 92% at 3 A g⁻¹.     

聚吡咯-分级多孔碳纳米复合材料的制备及其电化学性能

以空心介孔硅球为模板,酚醛树脂乙醇溶液为碳源制得了分级多孔碳(HPCs).以酸化处理后的HPCs为载体、对甲苯磺酸(p-TSA)为掺杂剂、三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,通过原位化学氧化聚合法制备了聚吡咯-分级多孔碳(PPy-HPCs)纳米复合材料.采用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT IR)、恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试技术对复合材料进行了形貌结构和电化学性能的研究.结果表明:聚吡咯成功地包覆在HPCs的表面,随着聚吡咯含量的增加,复合材料的比容量呈现先增大后减小的趋势.当聚吡咯的质量含量为34.9％时,复合材料在电流密度为0.1 A/g时达到最大比容量(316 F/g),在1 A/g的电流密度下循环1 000次后,比容量保持率为95.8％,聚吡咯的引入有效地提高了HPCs电极材料的电化学性能.     

离子液体辅助条件下由稻壳合成超级电容器用多孔炭

本文以稻壳为碳源,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF₆)为模板和辅助活化剂制备了多孔炭材料（PCs）. 多孔炭的比表面积达1438 m²·g^-1,总孔容达0.75 cm³·g^-1. 以PCs为超级电容器电极材料,6 mol·L^-1的KOH溶液为电解液组装成扣式电池,在0.05 A·g^-1的电流密度下,比电容高达256 F·g^-1;当电流密度增大至10 A·g^-1,其比电容仍保持在211 F·g^-1,展现出好的倍率性能. 所得的多孔炭电极均表现出优异的循环稳定性. 这一工作以BMIMPF₆作为模板和辅助活化剂,为合成生物质基超级电容器用多孔炭提供了一种新方法.     

Telluride-Based Materials: A Promising Route for High Performance Supercapacitors

As supercapacitor (SC) technology continues to evolve, there is a growing need for electrode materials with high energy/power densities and cycling stability. However, research and development of electrode materials with such characteristics is essential for commercialization the SC. To meet this demand, the development of superior electrode materials has become an increasingly critical step. The electrochemical performance of SCs is greatly influenced by various factors such as the reaction mechanism, crystal structure, and kinetics of electron/ion transfer in the electrodes, which have been challenging to address using previously investigated electrode materials like carbon and metal oxides/sulfides. Recently, tellurium and telluride-based materials have garnered increasing interest in energy storage technology owing to their high electronic conductivity, favorable crystal structure, and excellent volumetric capacity. This review provides a comprehensive understanding of the fundamental properties and energy storage performance of tellurium- and Te-based materials by introducing their physicochemical properties. First, we elaborate on the significance of tellurides. Next, the charge storage mechanism of functional telluride materials and important synthesis strategies are summarized. Then, research advancements in metal and carbon-based telluride materials, as well as the effectiveness of tellurides for SCs, were analyzed by emphasizing their essential properties and extensive advantages. Finally, the remaining challenges and prospects for improving the telluride-based supercapacitive performance are outlined.     

Nano Carbon Doped Polyacrylamide Gel Electrolytes for High Performance Supercapacitors

Novel polyacrylamide gel electrolytes (PGEs) doped with nano carbons with enhanced electrochemical, thermal, and mechanical properties are presented. Carboxylated carbon nanotubes (fCNTs), graphene oxide sheets (GO), and the hybrid of fCNT/GO were embedded in the PGEs to serve as supercapacitor (SC) electrolytes. Thermal stability of the unmodified PGE increased with the addition of the nano carbons which led to lower capacitance degradation and longer cycling life of the SCs. The fCNT/GO-PGE showed the best thermal stability, which was 50% higher than original PGE. Viscoelastic properties of PGEs were also improved with the incorporation of GO and fCNT/GO. Oxygen-containing functional groups in GO and fCNT/GO hydrogen bonded with the polymer chains and improved the elasticity of PGEs. The fCNT-PGE demonstrated a slightly lower viscous strain uninform distribution of CNTs in the polymer matrix and the defects formed within. Furthermore, ion diffusion between GO layers was enhanced in fCNT/GO-PGE because fCNT decreased the aggregation of GO sheets and improved the ion channels, increasing the gel ionic conductivity from 41 to 132 mS cm⁻¹. Finally, MnO₂-based supercapacitors using PGE, fCNT-PGE, GO-PGE, and fCNT/GO-PGE electrolytes were fabricated with the electrode-specific capacitance measured to be 39.5, 65.5, 77.6, and 83.3 F·g⁻¹, respectively. This research demonstrates the effectiveness of nano carbons as dopants in polymer gel electrolytes for property enhancements.