基于龙虱前翅的生物炭的制备及其固态超级电容器性能

为了提高基于碳材料超级电容器的能量密度,通过简单的碳化-活化法制备了一系列基于龙虱前翅的新颖生物炭。所制备的生物炭具有较大的比表面积(666.22～1 057.91 m²/g)、分级多孔结构和较高比率的N,O自掺杂(N 2.74%～4.05%,O 8.28%～13.98%)。最优条件下制备的生物炭CLS-700-3被用作超级电容器的电极材料,在6 mol/L KOH溶液中,电流密度为0.5 A/g时,比电容高达379 F/g。分别以聚乙烯醇/氢氧化钾(PVA/KOH)和聚乙烯醇/硫酸锂(PVA/Li₂SO₄)凝胶为电解质,将CLS-700-3电极进一步组装成对称固态超级电容器。其中,以PVA/Li₂SO₄为电解质的固态超级电容器在功率密度为449.81 W/kg时,能量密度高达18.18 Wh/kg,同时表现出良好的循环稳定性。     

爆米花衍生氮掺杂纳米碳的制备及其电化学性能研究

纳米碳材料被广泛应用于能量存储和催化等领域, 但简便而有效地制备高性能碳材料仍是一个挑战. 本文采用微波法制备爆米花, 经过预碳化、KOH活化后得到高比表面积和高微孔率的氮掺杂纳米碳材料, 并利用SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和N2物理吸附表征材料的结构和组成, 并将其用作超级电容器电极材料. 结果表明: 活化样品由于具有发达的孔结构和合适的氮含量而具有优异的电化学性能; 在0.2A?g-1的电流密度下, 比电容高达214F?g-1; 当电流密度20A?g-1时, 其倍率性能保持65%.     

基于聚氨酯泡沫的N掺杂多孔碳制备及其电容性能

以聚二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚酯380为原料,采用一步法制备聚氨酯泡沫,并采用阶段性升温碳化的方式得到多孔碳材料（PUFC）,探讨了升温方式和保温时间对PUFC形貌、组成和电容性能的影响。研究结果表明,阶段升温碳化得到的PUFC能够实现N自掺杂且具有较高的比表面积。将聚氨酯泡沫先以5℃/min的速率升温至240℃并保温1 h,然后以1℃/min的速率升温至500℃,最后以5℃/min的速率升温至800℃并保温2 h,得到电化学性能最佳的PUFC。在0.1 A/g时PUFC的比电容高达325.2 F/g;而且在20 A/g时,其比电容仍可达264.3 F/g,倍率性能高达81.3%,表明该碳材料具有优异的电容性能。     

液相-固相还原法克服团聚制备高性能超级电容器用石墨烯电极材料

以水合肼为还原剂采用液相预还原-冷冻干燥-固相充分还原的方法制备的石墨烯电极材料具有十分优越的电化学性能,在超级电容器中比电容值达到336F·g-1(10 mV·s-1,循环伏安法),较液相还原石墨烯(270F·g-1)提高24%,同时亦优于固相还原石墨烯(323 F·g-1).对液相预还原氧化石墨烯采取冷冻干燥,既避免了液相直接还原干燥过程中的团聚现象,同时也有效地增加了固相还原石墨烯的无序度,从而进一步提高了石墨烯的电化学性能.     

2020年先进能源材料与器件国际大会学术会议综述

来自国内外150多所高校和企业的近400名专家学者和研究生代表出席了本次会议. 会议围绕新能源的先进电化学储能材料与器件展开研讨, 所涉及的储能体系包括了锂离子电池、锂硫电池、超级电容器及新型二次电池等. 本次会议为推动先进能源材料与器件领域的发展提供了一个良好的学术交流平台, 大大提升了研发人员对新能源行业的发展动态、市场需求以及前沿工艺技术的深层次了解, 对于推动基础研究成果和产业化应用的紧密结合起到了积极的作用.