超级电容器材料电化学电容特性测试
超级电容器的电化学性能分析

超级电容器的电化学性能分析超级电容器是一种高性能的电化学储能装置,其在电子、能源、交通等领域具有着重要的应用前景。
超级电容器的储能机制是通过静电场来储存电荷,相对于电池而言,其能够实现快速的充放电过程,并且可循环使用。
本文将从超级电容器的电化学性能方面进行分析,重点介绍超级电容器的电容量、电压稳定性、内阻、循环寿命等性能指标。
一、电容量电容量是超级电容器的重要性能指标之一,通常用单位面积(F/cm²)来表示。
电容量与电极材料的比表面积直接相关,比表面积越大,电容量越高。
在实际应用中,通常采用纳米级碳材料作为电极材料,其比表面积可以达到几千平方米/克以上,这使得超级电容器具有了很高的电容量。
二、电压稳定性电压稳定性是超级电容器的另一个重要性能指标,它反映了超级电容器在充放电过程中的电压变化情况。
一般来说,超级电容器的电压稳定性越好,其应用范围就越广。
在实际应用中,超级电容器的电压稳定性受到多种因素的影响,如电极材料、电解液、电极结构等,需要通过优化设计和材料选择来提高电压稳定性。
三、内阻内阻是超级电容器的另一个重要性能指标,它反映了超级电容器在充放电过程中的能量损耗情况。
内阻越小,超级电容器的能量损耗就越小,从而可以提高其充放电效率。
在实际应用中,内阻受到多种因素的影响,如电极材料、电解液、电极结构等,需要通过优化设计和材料选择来降低内阻。
四、循环寿命循环寿命是超级电容器的另一个重要性能指标,它反映了超级电容器在经历多次充放电过程后能够保持良好的性能。
循环寿命越高,超级电容器的使用寿命就越长,从而可以降低成本。
在实际应用中,循环寿命受到多种因素的影响,如电极材料的稳定性、电解液的稳定性、充放电过程中的温度等,需要通过优化设计和材料选择来提高循环寿命。
总之,超级电容器是一种具有重要意义的电化学储能装置,其电容量、电压稳定性、内阻、循环寿命等性能指标对于其应用范围和实际效果具有重要影响。
因此,在超级电容器的研究与应用中,需要对其性能指标进行深入分析和研究,以便更好地了解其应用前景和发展方向。
《镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究》范文

《镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究》篇一一、引言随着科技的发展,超级电容器作为一种新型的储能器件,因其具有高功率密度、快速充放电、长寿命等优点,逐渐受到人们的广泛关注。
在众多超级电容器电极材料中,镍基材料因其独特的物理和化学性质,成为研究热点之一。
本文以镍基超级电容器电极材料为研究对象,详细探讨了其制备方法及电化学性能。
二、镍基超级电容器电极材料的制备1. 材料选择与预处理本实验选用镍盐(如硝酸镍)为主要原料,通过化学沉积法、水热法或溶胶凝胶法等方法制备镍基超级电容器电极材料。
首先对原料进行预处理,包括除杂、干燥等步骤,以保证材料的纯度和活性。
2. 制备方法(1)化学沉积法:将预处理后的原料溶解在适当的溶液中,通过控制温度、pH值等条件,使镍盐在基底上发生化学反应,形成镍基材料。
(2)水热法:将原料与溶剂混合后置于密闭的反应釜中,通过控制温度和压力等条件,使原料在高温高压环境下发生反应,形成镍基材料。
(3)溶胶凝胶法:将原料在溶液中发生聚合反应,形成凝胶状的物质,再通过高温煅烧等方法使凝胶物转变为固态的镍基材料。
三、电化学性能研究1. 实验设备与条件本实验采用电化学工作站、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等设备进行电化学性能测试和表征。
在充放电测试中,设置电流密度、循环次数等参数,观察镍基超级电容器电极材料的性能表现。
2. 实验结果与分析(1)形貌分析:通过SEM观察发现,制备的镍基超级电容器电极材料具有较高的比表面积和良好的孔隙结构,有利于电解质离子的传输和存储。
(2)晶体结构分析:通过XRD测试发现,制备的镍基材料具有典型的晶体结构,且结晶度较高。
不同制备方法对晶体结构的影响有所不同,需根据具体方法进行优化。
(3)电化学性能测试:在充放电测试中,发现镍基超级电容器电极材料具有较高的比电容、良好的循环稳定性和较高的充放电速率。
其中,化学沉积法制备的电极材料表现出较好的电化学性能。
MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究共3篇

MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究共3篇MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究1随着人们对于无线电子产品的需求越来越高,电容器这种能够存储电荷的器件就显得格外重要。
近些年来,MXene基超级电容器电极材料在电容器领域中备受瞩目,因其高电导率和大的比表面积而被认为是一种有前途的电极材料。
MXene是一类具有极高导电性和良好的机械韧性的二维材料,在MXene中的极性化学官能团使其具有极高的表面积。
在此基础上,MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究已经成为研究人员们的热点之一。
MXene基超级电容器电极材料的制备主要采用水解或氧化剂的化学反应,将MXene制成大小不同而多孔的结构;或通过物理蚀刻的方式,用激光或电子束在MXene表面定位刻蚀出微小孔洞。
在制备过程中,要控制好反应条件,如PH值和反应温度等参数,以使得制得的MXene基超级电容器电极材料具有更好的电化学性能。
关于MXene基超级电容器电极材料的电化学性能研究,主要首先关注其比电容和能量密度等性能指标,以探究其在电容器领域中的优势。
实验发现,MXene具有很高的比电容和能量密度,这使得其在超级电容器领域具备很好的潜力。
同时,在稳定性和循环寿命等方面也表现出了较好的性能,具有很强实用价值。
总的来说,MXene基超级电容器电极材料的制备和电化学性能研究已经得到了很大的发展和突破。
但是要想将其真正应用于商业化生产中,还需进行更深入的探究和完善。
未来,通过不断进行研究和改进,MXene基超级电容器电极材料的应用必将进一步拓展,为无线电子产品的发展提供更好的支持综上所述,MXene基超级电容器电极材料作为一种新型电化学能量储存材料,具有制备简单、比电容高、能量密度大、稳定性好、循环寿命长等优良性能。
其在无线电子产品等领域的应用前景广阔,但仍需继续深入研究和完善,以促进其商业化生产的进一步发展MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究2MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究电化学超级电容器是未来节能环保的关键技术之一,因为它们能够在几秒钟内存储和释放大量的电能。
超级电容器的三种测试办法详解修订稿

超级电容器的三种测试办法详解集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法,欢迎大家一起交流★★★★★★★★★★关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段,大家一起交流交流自己的经验。
我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。
不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评,共同交流。
希望大家都把自己的小经验,测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来,共同学习才能共同进步。
也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。
循环伏安cyclicvoltammetry(CV)由CV曲线,可以直观的知道大致一下三个方面的信息Voltagewindow(水系电解液的电位窗口大致在1V左右,有机电解液的电位窗口会在2.5V 左右)关于很多虫虫问,电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位,这个应该和你的参比电极和测试体系有关。
工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的,所以不要纠结于为什么别人的是0-1V,而你测试的是-0.5-0.5V,这个与参比电极的本身电位(相对于氢标的电位)以及测试的体系本身有很大关系。
Specificcapacitance(比电容,这个是超级电容器重要的参数之一,可以利用三种测试手段来计算,我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算)Cyclelife(超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数,因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性)测试的时候比较重要的测试参数:扫描速度和电位扫描范围。
电位的扫描范围,一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描,扫描速度会影响比电容,相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。
恒电流充放电galvanostatic?charge–discharge(GCD)由GCD测试曲线,一般可以得到以下几方面的信息:thechangeofspecificcapacitance(比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现,直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化)degreeofreversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) Cyclelife(循环寿命,换句话也就是随着充放电次数的增多,电极材料比电容的保持率)恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度,还有充放电反转的电位值。
超级电容器实验报告

实验报告题目C,MnO2的电化学电容特性实验姓名许树茂学号***********所在学院化学与环境学院年级专业新能源材料与器件创新班指导教师舒东老师完成时间2012 年 4 月1.【实验目的】1. 了解超级电容器的原理;2. 了解超级电容器的比电容的测试原理及方法;3. 了解超级电容器双电层储能机理的特点;4. 掌握超级电容器电极材料的制备方法;5. 掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。
2. 【实验原理】超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。
超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。
尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。
图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。
在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。
表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。
大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。
(1) 双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。
对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。
当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。
这时对某一电极而言,会在一定距离内(分散层)产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。
根据双电层理论,双电层的微分电容约为20µF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。
超级电容器的制备与电化学性能的研究

实验报告超级电容器的制备与性能研究一、实验目的1、了解超级电容器的原理及应用2、掌握超级电容器的制备方法3、学习应用各种电化学方法研究超级电容器的电化学行为。
二、实验原理1、循环伏安测试对于双电层电容器,可以用平板电容器模型进行理想等效处理,根据平板电容容量计算公式:c=εS4πd(1)由上式可知,超级电容器的电容量与双电层的有效面积(S/m2)成正比,与双电层的厚度(d/m)成反比,对于活性炭电极,双电层有效面积与碳电极的比表面积及电极上的载碳量有关,双电层的厚度是受溶液中的离子的影响,因此,电极制备好以后,电解液确定,容量便基本确定了。
利用公式dQ=i d t和C=Q∕φ可得到:i=dQd t =C dφd t(2)因而,如果在电极上加上一个线性变化的电位信号时,得到的电流响应信号将会是一个不变的量,如果给定的电信号是一个三角波信号,电流信号将会是一个正电流信号或者一个负电流信号。
响应信号如图1(b)所示,响应信号在i-φ图中呈一个矩形。
由(2)式可知。
在扫描速度一定的情况下。
电极上通过的电流(i)是和电极容量(C)成正比关系的,也就是说对于一个给定的电极,通过对这个电极在一定扫描速率下进行循环伏安测试,研究电流变化就可以计算出电极的电容,继而进一步求出比电容:Cm=Cm =im dφd t=im V(3)2、恒电流充放电测试对于超级电容器,根据式(2)可知,采用恒电流进行充放电时,如果电容量C为恒电位,那么dφd t将会是一个常数,即电位随时间是线性变化的关系,也就是说理想电容器的恒流充放电曲线是一条直线。
可以利用恒流冲放电曲线来计算电极活性物质的比容量:Cm=i tdmΔV(4)式中,t d是放电时间,ΔV是放电电压降的平均值。
式中的ΔV是可以利用放电曲线进行积分计算而得出:ΔV=1(t1−t2)V d t21(5)实际在计算比容量时,常采用t1和t2时电压的差值作为平均电压降,对于单电极比容量,式(4)中的m为单电极活性物质的质量,若计算的是双电极比容量,m则为两个电极上活性物质的质量总和。
用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究

用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究一、引言超级电容器是一种新型的储能装置,具有高能量密度、高功率密度、长寿命和快速充放电等优点。
二氧化锰作为一种重要的超级电容器电极材料,因其廉价、丰富和良好的电化学性能而备受关注。
本文旨在探讨二氧化锰电极材料的制备方法及其电化学性能,并对其进行研究。
二、二氧化锰电极材料的制备1.化学沉积法化学沉积法是制备二氧化锰电极材料最常用的方法之一、其主要步骤包括:将锰离子和葡萄糖或其他还原剂混合溶解在溶液中,加入沉淀剂将沉淀沉淀下来,并通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
2.水热法水热法是制备二氧化锰电极材料的另一种方法。
其步骤主要包括:将锰盐和氢氧化物溶解在水中,然后将混合溶液转移到加热反应釜中,在一定的温度和压力下反应一段时间,通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
三、二氧化锰电极材料的电化学性能研究1.循环伏安曲线通过循环伏安曲线可以研究二氧化锰电极材料的电容性能。
在一定的电势范围内,通过改变电势的扫描方向和扫描速度,可以得到电势和电流的关系曲线。
通过计算曲线下面积,可以得到电极的电容性能。
2.电化学阻抗谱通过电化学阻抗谱可以研究二氧化锰电极材料的电导率和电荷传递性能。
通过施加交流电压,并测量电极上的交流电流和电压,可以得到电极材料的阻抗谱。
通过分析谱图的特征信息,可以了解电荷传递的过程和电解质在电极表面的吸附情况。
3.循环寿命测试通过进行循环寿命测试,可以研究二氧化锰电极材料的稳定性和长寿命性能。
通过重复充放电循环,观察电极材料的容量衰减情况,可以评估电极材料在实际使用过程中的稳定性。
四、结论通过制备和电化学性能研究,可以得出二氧化锰电极材料具有高电容性能、良好的电导率和电荷传递性能,以及较好的稳定性和长寿命性能的结论。
这些研究成果对超级电容器的开发和应用具有重要意义。
超级电容器电化学测试方法

potential vs. Ag/AgCl Current(A)
正向扫描
0.00
负向扫描
E1 A
循环1
K;A
-0.40 0.00
40.00
80.00 time(s)
120.00
160.00
循环伏安法的典型激发信号 三角波电位,转换电位为E1V和E2V
-1.00E-5
-2.00E-5
-3.00E-5 0.60
*扫描速度增加时为何电容值下降? 化学 – 离子的吸附脱附和表面活性面积的减少 物理 –膨胀和收缩
3、恒电流充放电测试
从恒电流充放电中可以计算出电极材料的比电容,其依据为公式
C
Q V
it V
其中I为充电电流, t为放〔充电时间,ΔV是放〔充电电势差,m是材料质量.
C
it
(V 2 iR V1 )
dV dt
任意电位处的电容
C
dQ idt i
dV
dV
可得:
任意电位窗口〔V1~ V2内的平均电容
V2 idV
C
V1
(V2
-
V1)
然后按照电极上活性物质的质量就可以求算出这种
电极材料的比容量.
Cm
C m
式中:m一电极上活性材料的质量,g
应该从中间红线开始积分,因为那是电流零点.从公式来看,积分区间为V0-V,即 正扫或反扫的那一段,如果用origin积分的话,也应该只用其中正扫或反扫的那一段 进行积分;也有文献中公式为循环积分,但分母中有个2倍,这样用origin积分时应该 用循环的两段进行积分,面积近似为上述公式积分的两倍,但由于除了一个2倍,因而 计算结果仍为实际的电容.
100
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华南师大学实验报告学生:蓝中舜学号:20120010027专业:新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级:12新能源课程名称:化学电源实验实验项目:超级电容器材料电化学电容特性测试实验类型:验证设计综合实验时间:2014年5月19日-26日实验指导老师:易芬云组员:吕俊、郭金海、余启鹏一、实验目的1、了解超级电容器的原理;2、了解超级电容器的比电容的测试原理及方法;3、了解超级电容器双电层储能机理的特点;4、掌握超级电容器电极材料的制备方法;5、掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。
二、实验原理1、超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。
超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。
尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。
图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。
在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。
表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。
大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。
(1) 双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。
对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。
当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。
这时对某一电极而言,会在一定距离(分散层)产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。
根据双电层理论,双电层的微分电容约为20µF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。
双电层电容具有响应速度快,放电倍率高的特点,但储能比电容较小。
(2) 法拉第鹰电容的工作原理法拉第鹰电容器是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电极活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。
对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。
对于其双电层中的电荷存储与上述类似,对于化学吸脱附机理来说,一般过程为电解液中的离子一般为或在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中若电极材料具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。
放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。
法拉第鹰电容可以产生高的比电容,但因为法拉第反应的限制,倍率性能比双电层电容小。
目前使用的电极材料主要有碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料,其中碳材料以双电层机理储能,而后两种材料以法拉第赝电容机理储能。
2、循环伏安法(CV)测定材料的比电容循环伏安法是电化学测量中经常使用的一种重要方法,它一方面能较快的观测到较宽电位围发生的电极过程,为电极过程研究提供丰富的信息;另一方面又能通过扫描曲线形状的分析、估算电极反应参数,由此来判断不同因素对电极反应的影响。
控制研究电极的电势以速率ν从起始电位Ei开始向电势负方向扫描,到电势为Em时(时间为λ),电势改变扫描方向,以相同的速率回扫至起始电势,然后再次换向,反复扫描,即采用的电势控制信号为连续三角波信号,如图2-1所示。
记录i-E曲线,称为循环伏安曲线(cyclic voltammogram),如图2-2所示。
这一测量方法称为循环伏安法(cyclic voltammetry)。
图2-1三角波扫描图2-2循环伏安曲线Fig. 2-1 Triangular wave scanning Fig. 2-2 Cyclic voltammetry curve对于一个电化学反应O+ne-===R,正向扫描(即电势负方向扫描)时发生阴极反应O+ne-→R;反向扫描时,则发生正向扫描过程中生成的反应产物R的重新氧化的反应R→O+ ne-,这样反向扫描时也会得到峰状的i-E曲线。
一次三角波扫描,完成一个还原和氧化过程的循环,故该法称为循环伏安法,其电流-电压曲线称为循环伏安图。
如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同,对称性也较差。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
循环伏安法测定电极比电容计算公式如下:SC(CV) = Q / mΔV式中,SC是超级电容器的比电容,单位为F/g;Q为放电电量,单位为A,可以通过电流时间曲线积分获得;△V扫描区间电压差,单位为V,m为电极质量,单位g。
3、恒流充放电法(CP)恒流充放电法是计时电势技术的一种,其激励信号和响应信号见图2-3所示。
向体系输入一定大小的正向电流+i,经过时间t1,改变电流方向,待时间为t2时,再将电流反向,输入如此连续的电流信号,所得到的就是电极电势随着电流的变化而变化的响应信号。
图2-3 恒流充放电激励信号及电位时间响应Fig. 2-3 Charge and discharge curves对于电化学超级电容器来说,在一定的电流密度(+i)下对其进行正向充电,随着充电过程的进行,电压从E1不断上升至E2;随着电流反向变成-i,电容器开始放电过程,随着放电过程的进行,电压又开始从最高的E2不断下降到E1,如此反复进行充放电循环,所得的电势-时间曲线就是超级电容器充放电曲线。
从超级电容器的恒电流充放电实验结果中,可以得到充电时间、放电时间的数据,并可以由这些数据来计算充放电过程的库仑效率、超级电容器的放电容量。
超级电容器恒电流放电比电容计算公式如下:SC = I △t /m△V式中,SC是超级电容器的比电容,单位为F/g;I为放电电流,单位为A;△t为放电时间,单位为s;△V为放电过程的电压差,单位为V,m为电极质量,单位g。
另外,从超级电容器恒流充放电曲线中还可以初步判断其充放电过程的可逆性。
理想的完全可逆的充放电过程的曲线呈现等腰三角形,其充放电半支是对称的。
但是在实际的电化学超级电容器充放电过程中,由于不可避免的电极极化过程的发生,或者受到电极反应可逆性的影响,而使得其充放电曲线不完全对称。
三、仪器与试剂仪器:CHI, 620C,辰华仪器公司、电热恒温鼓风干燥箱、饱和甘汞参比电极, 232型, 精密科学仪器、烧杯、玻璃棒、容量瓶试剂:石墨粉、乙炔黑、PVDF、石墨棒、N-甲基-2-吡咯烷酮, 化学纯(CP)、无水硫酸钠, 分析纯(AR)四、实验步骤1、工作电极的制备工作电极的制备采用涂覆法,将所制得的活性电极材料(MnO2和活性炭)分别与乙炔黑和PVDF 按85:10:5质量比例在玛瑙研钵中研磨均匀,再加入溶剂NMP (N,N-二甲基吡咯烷酮),将混合物调成糊状,再将所得糊状物涂覆到面积为1cm 2的钛片表面,并于60℃真空干燥5小时,即得工作电极。
电极上活性物质的质量通过涂片前后钛片的质量差而求得。
2、电容器活性材料的比电容的测试电化学测试包括循环伏安、恒流充放电,所有的电化学都是在电化学三电极体系中进行的。
三电极体系中,以涂覆了活性电极材料的钛片作为工作电极,以钛片作为对电极,以甘汞电极作为参比电极,电解质为0.1mol ·L -1Na 2SO 4溶液。
所有的电化学测试均在辰华CHI660a 型电化学工作站和Eco Echemie B.V 公司的Autolab PGATAT30电化学分析仪上进行。
循环伏安法实验,0.1~0.9V ,扫描速度分别为2mV s -1(400s ,9C)、10mV s -1(80s ,45C)、50mV s -1(16s ,225C)。
恒流充放电区间为0.1~0.9V ,先采用恒流充放电电流进行充放电,通过比电容计算比电容,保持和循环伏安下相同倍率进行充放电实验。
五、数据记录与处理 1、实验数据记录循环伏安法实验中记录循环伏安曲线i-V 图,恒流充放电记录V-t 图。
(1)循环伏安曲线: A 、活性炭材料C u r r e n t (A )E/V vs. Hg/Hg 2Cl 2B 、MnO 2材料C u r r e n t (A )E/V vs. Hg/Hg 2Cl 2(2)恒流充放电 A 、活性炭材料E /VTime/sB 、MnO 2材料E /VTime/s2、 实验数据处理(1)分别从循环伏安曲线计算两种材料的比电容; A 、活性炭材料2mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.03515C ,所以电容值为0.03515/0.8=0.04394F 。
由于所涂上的活性物质的质量为 4.0×10-3g ,所以比电容为0.04394/4.0×10-3=10.985F/g 。
10mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.02058C ,所以电容值为0.02058/0.8=0.02572F 。
由于所涂上的活性物质的质量为 4.0×10-3g ,所以比电容为0.02572/4.0×10-3=6.43F/g 。
50mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.01895C ,所以电容值为0.01895/0.8=0.02369F 。
由于所涂上的活性物质的质量为 4.0×10-3g ,所以比电容为0.02369/4.0×10-3=5.923F/g 。
B 、MnO 2材料2mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.121C ,所以电容值为0.121/0.8=0.15125F 。
由于所涂上的活性物质的质量为 2.55×10-3,所以比电容为0.15125/2.55×10-3=59.314F/g 。
10mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.09437C ,所以电容值为0.09437/0.8=0.1180F 。
由于所涂上的活性物质的质量为 2.55×10-3,所以比电容为0.1180/2.55×10-3=46.275F/g 。
50mV :从最后一个循环中可得出两个端点的电量值相减为0.03462C ,所以电容值为0.03462/0.8=0.04328F 。