活性炭纤维/NiO/MnO2复合电极的结构及其电化学性能

合集下载

《Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》范文

《Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》范文

《Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》篇一摘要:本文以Ni(OH)2及其复合材料为研究对象,对其电化学性能进行了深入的研究。

通过一系列实验,我们分析了Ni(OH)2的电化学性能及其与复合材料相比的优劣。

同时,我们还探讨了复合材料的制备工艺和电化学性能之间的关系,为今后Ni(OH)2及其复合材料在电化学领域的应用提供了重要的理论依据和实验数据。

一、引言随着能源危机的加剧和环保意识的提高,开发高效、环保的能源存储和转换技术成为研究的热点。

其中,电池技术是解决这一问题的关键技术之一。

Ni(OH)2作为一种重要的电池材料,具有较高的理论容量和较低的成本,因此备受关注。

然而,其在实际应用中仍存在一些性能上的不足,如循环稳定性差、容量衰减等。

为了解决这些问题,研究者们开始尝试将Ni(OH)2与其他材料进行复合,以提高其电化学性能。

二、Ni(OH)2的基本性质和电化学性能Ni(OH)2是一种具有层状结构的过渡金属氢氧化物,具有较高的理论容量和较低的成本。

在电池中,Ni(OH)2作为正极材料,其电化学性能主要表现在充放电过程中的可逆性、容量和循环稳定性等方面。

然而,由于其结构不稳定,容易导致容量衰减和循环性能下降。

三、Ni(OH)2复合材料的制备及电化学性能研究为了改善Ni(OH)2的电化学性能,研究者们开始尝试将其与其他材料进行复合。

本文中,我们选择了碳材料和金属氧化物作为复合材料的主要成分。

3.1 Ni(OH)2/碳复合材料的制备及性能研究我们采用化学气相沉积法、溶胶凝胶法等方法制备了Ni (OH)2/碳复合材料。

实验结果表明,碳材料的加入可以有效地提高Ni(OH)2的导电性和循环稳定性。

同时,碳材料还可以抑制Ni(OH)2在充放电过程中的结构坍塌,从而提高其容量保持率。

3.2 Ni(OH)2/金属氧化物复合材料的制备及性能研究我们还制备了Ni(OH)2/金属氧化物(如Co3O4、MnO2等)复合材料。

《2024年度Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》范文

《2024年度Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》范文

《Ni(OH)2及其复合材料电化学性能的研究》篇一一、引言随着社会对可再生能源和绿色能源的日益关注,电池技术作为其核心部分,受到了广泛的研究和开发。

其中,镍基电池因其高能量密度、长寿命和低成本等优点,成为当前研究的热点。

特别是Ni(OH)2,作为镍基电池的主要活性物质,其电化学性能的优化与提升显得尤为重要。

此外,为了进一步改善Ni(OH)2的电化学性能,研究人员也开展了大量关于其复合材料的研究。

本文将针对Ni(OH)2及其复合材料的电化学性能进行详细的研究与探讨。

二、Ni(OH)2的电化学性能研究1. 结构与性质Ni(OH)2是一种具有层状结构的化合物,其晶体结构稳定,有利于电子的传输和离子交换。

同时,Ni(OH)2在充电和放电过程中,能可逆地发生氧化还原反应,具有较高的理论容量。

2. 电化学性能研究研究表明,Ni(OH)2的电化学性能受到多种因素的影响,如电极的制备方法、粒径大小、晶体结构等。

通过对这些因素的优化和调整,可以有效提高Ni(OH)2的电化学性能。

例如,采用纳米级的Ni(OH)2颗粒,由于其较高的比表面积和较短离子扩散路径,可以提高电池的充放电速率和容量。

三、Ni(OH)2复合材料的电化学性能研究为了进一步提高Ni(OH)2的电化学性能,研究人员开展了大量关于其复合材料的研究。

常见的复合材料包括Ni(OH)2/碳复合材料、Ni(OH)2/金属氧化物复合材料等。

1. Ni(OH)2/碳复合材料碳材料具有较高的导电性和优异的循环稳定性,将其与Ni (OH)2进行复合,可以有效提高电极的导电性和循环稳定性。

同时,碳材料还可以防止Ni(OH)2在充放电过程中的团聚和粉化,从而保持其活性物质的利用率。

2. Ni(OH)2/金属氧化物复合材料金属氧化物具有较高的比表面积和良好的电子传输能力,将其与Ni(OH)2进行复合,可以进一步提高电极的充放电速率和容量。

此外,金属氧化物还可以与Ni(OH)2形成协同效应,提高电极的循环稳定性和容量保持率。

NiO-改性活性炭电极电化学电容器研究

NiO-改性活性炭电极电化学电容器研究

摘 要 : 为提 高普 通 活 性 炭 材 料 的 电化 学 性 能 , 用 NiNO ) 溶液 漫渍 法 和 高 温 热 解对 活性 炭 进行 改性 ( 。。 处理 。分别 采 用 氮 气 吸 附 法、 E 、 P S M X S等 方 法 分析 研 究改性炭材 料 的 比表 面积 、 结构 、 貌和 组成 ; 孔 形 用 循环伏 安 、 恒流 充放 电等 电化 学 方 法研 究 改性 活 性 炭 电极 构 成 的 电 化 学 电 容 器 性 能。 结 果 表 明 , Ni 由 ( 。 。 解产 生 的 Ni 有 准 电容 效应 , 活 性 炭 原 NO ) 热 O 与
目) 室 温下 浸 渍 2 h 搅 拌 至少 8 ) 过 滤 后 于 1 0 , 4( h, 2℃
种介 于传统 电容 器和 电池之 间 的新型 储 能 元件 。具 有
比传统 电容器更 高 的 比容量 , 电池更 高 的 比功率 、 比 可
干 燥 , 干 燥 后 的 样 品 放 人 管 式 炉 ( A OL T 将 C RB I E C F 2 7 / 0 , 国 ) , 氮 气 保 护 下 以 1 ℃/ n T 1/ 570 英 中 在 O mi
器 内备用 。 用 自动 吸附仪 ( RI T 0 0 MI RO RI T S AR 3 0 , C ME T- I S 测定 活性 炭 B T 比表 面积 孔 结 构分 布 。用 扫 描 C) E 电子显微 镜 ( hl sX 一OE EM) 析炭材料 表观 结 P ip L 3 S i 分 构 。用 x 射 线 电子 能 谱 仪 ( coa 1F, 国 VG Mi lb 3 0 英 r S i t i 公 司) 析改性 活性 炭 元素构 成及价 态 。 c ni c e f 分 2 2 2 炭 电极 制作及 电化 学 电容器 的组装 .. 按 7( ): P E)。 G) 7 AC m( TF z m( 一8: 1:1比例加 入石 墨和 6 聚 四氟 乙 烯乳 液 混合 均匀 、 O 制成 厚 度为

介孔碳片层包覆二氧化锰的结构优化及其电化学性能(The second edition)

介孔碳片层包覆二氧化锰的结构优化及其电化学性能(The second edition)

介孔碳片层包覆二氧化锰的结构优化及其电化学性能徐晨辉,程起林*(华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海徐汇梅陇路130号200237,E-mail:chengql@)基于二氧化锰的诸多优点,因此其在众多超级电容器电极材料中具有很大的竞争力。

而目前阻碍二氧化锰应用的是其低电导率、循环充放电稳定性和微结构限制。

为了克服目前二氧化锰材料自身的缺陷和瓶颈,我们尝试将其复合于介孔碳材料中,尝试发挥材料间的协同效应。

在本研究中,我们使用简易的微乳液法合成水钠锰矿微球,在之上挥发自组装生长介孔碳片层[1,2],调节碳源含量,优化介孔碳片层的包覆结构,见图1。

对比分析前后化学性能,发现介孔碳片层的存在,大幅度提高了比容量和倍率显著提高,同时有效抑制了Mn离子的析出,见表1。

介孔碳材料具有相比锰氧化物的高得多的电导率,利于电子传导,有效降低材料阻抗;片层的孔结构提供离子扩散通道,进一步发挥氧化锰的赝电容性能。

从结果可见,二氧化锰与其他材料复合作为电极材料,大幅提升了氧化锰电化学性能。

表明离子扩散所需的通道结构和材料整体的微结构对电极材料,以及二元纳米复合对二氧化锰的重大意义。

图1 (a)为微乳液法合成的二氧化锰球簇的SEM,(b) (c)和(d)分别为包覆碳片层含量100%、200%、300%的SEM。

Fig. 1 (a) SEM image of MnO2 clusters synthesized by microemulsion method, (b) (c)&(d) SEM images of MnO2 & MnO2/carbon-100%,200% & 300%, respectively.表1 MnO2以及包覆介孔碳片层后循环伏安测试比容量对比。

TABLE.1: Specific capacitance of MnO2 & MnO2/carbon-100% calculates from CV curves at various scanning rate.编号10 mV/s 20 mV/s 50mV/s 100 mV/sMnO2176.5 F/g 148.1 F/g 111.2 F/g 86.9 F/g MnO2/Carbon-100% 228.9 F/g 212.5 F/g 189.5 F/g 167 F/g 参考文献:[1]Chen H, He J, Zhang C, et al. J.Phys.Chem.C, 2007, 111(49):18033-18038.[2]Liu, R., Y. Shi, Y. Wan, Y. Meng, F. Zhang, D. Gu, Z. Chen, B. Tu and D. Zhao, J. Am. Chem. Soc, 128(35): 11652-11662.Structure optimization of MnO2 coating with mesoporous carbon flakes and itselectrochemical performanceChenhui Xu, Qilin Chen*Key Laboratory for Ultrafine Materials of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China chengql@Abstract:Manganese dioxide is a promising candidate among various supercapcaitors electrode materials due to its many advantages. Nevertheless, current obstacles for its practical application in SCs are mainly summarized to low conductivity, poor cyclic stability and limited untilization of active materials. To overcome the defects mentioned, a nanocomposite lamellar structure is realized by the process of coating carbon nanoflakes on Manganese dioxide sphere clusters (Fig.1)[1,2], which are fabricated in an easy-operating microemulsion method, under mild aqueous conditions. Enhanced electrochemical properties (Tab 1) , the significantly improved specific capacitance and rate performance attributed to the optimization of encapsulation of MnO2 by mesoporous carbon nanoflakes , giving rise to the higher conductivity and additional ions diffusion tunnels.Conclusionly, the incorporation of carbon into MnO2leads to enhanced electrochemical properties, indicating the magnitudes of microsturctures and nanocomposite strategy towards MnO2 -based electrodes.Referenece:[1]Chen H, He J, Zhang C, et al. J.Phys.Chem.C, 2007, 111(49):18033-18038.[2]Liu, R., Y. Shi, Y. Wan, Y. Meng, F. Zhang, D. Gu, Z. Chen, B. Tu and D. Zhao, J. Am. Chem. Soc, 128(35): 11652-11662.。

《镍锰基复合电极材料的制备及其超级电容性能研究》范文

《镍锰基复合电极材料的制备及其超级电容性能研究》范文

《镍锰基复合电极材料的制备及其超级电容性能研究》篇一摘要:本文着重研究了镍锰基复合电极材料的制备工艺及其在超级电容领域的应用。

通过实验,我们成功制备了具有优异电化学性能的镍锰基复合材料,并对其结构、形貌及电化学性能进行了详细分析。

研究结果表明,所制备的镍锰基复合电极材料在超级电容领域具有较高的应用潜力。

一、引言随着现代科技的不断发展,超级电容作为一种新型的储能器件,因其高功率密度、快速充放电、长寿命等优点,在电动汽车、可再生能源存储等领域得到了广泛的应用。

电极材料作为超级电容的核心部分,其性能的优劣直接决定了超级电容的性能。

因此,研究高性能的电极材料对于提高超级电容的性能具有重要意义。

本文以镍锰基复合电极材料为研究对象,对其制备工艺及电化学性能进行了深入研究。

二、材料制备1. 材料选择与配比本实验选用镍盐和锰盐作为主要原料,通过控制原料的配比,制备出不同比例的镍锰基复合材料。

2. 制备方法采用溶胶凝胶法结合高温煅烧工艺,通过控制反应温度、时间等参数,成功制备出镍锰基复合电极材料。

三、材料结构与形貌分析1. XRD分析通过X射线衍射分析,确定了所制备材料的晶体结构,结果表明,所制备的镍锰基复合材料具有较高的结晶度。

2. SEM分析扫描电子显微镜观察显示,所制备的镍锰基复合材料具有均匀的颗粒分布和良好的形貌。

四、电化学性能研究1. 循环伏安法(CV)测试通过循环伏安法测试,分析了所制备的镍锰基复合电极材料的充放电性能。

结果表明,该材料具有较高的比电容和优异的充放电性能。

2. 恒流充放电测试恒流充放电测试结果表明,所制备的镍锰基复合电极材料具有较长的循环寿命和较高的能量密度。

3. 阻抗谱分析阻抗谱分析表明,所制备的镍锰基复合电极材料具有较低的内阻和良好的离子扩散性能。

五、结论通过实验研究,我们成功制备了具有优异电化学性能的镍锰基复合电极材料。

该材料具有较高的比电容、优异的充放电性能、较长的循环寿命和较低的内阻。

《钴酸锌复合活性炭电极材料的电化学储能特性》范文

《钴酸锌复合活性炭电极材料的电化学储能特性》范文

《钴酸锌复合活性炭电极材料的电化学储能特性》篇一一、引言随着社会对可再生能源和清洁能源的需求日益增长,电化学储能技术成为了研究的热点。

其中,钴酸锌复合活性炭电极材料因其在电化学储能方面的独特性能受到了广泛的关注。

本文将通过研究钴酸锌复合活性炭电极材料的电化学储能特性,探究其在新能源领域的应用前景。

二、钴酸锌复合活性炭电极材料的制备与表征1. 材料制备钴酸锌复合活性炭电极材料采用溶胶-凝胶法进行制备。

首先,将钴盐和锌盐按照一定比例混合,然后加入适量的活性炭和粘结剂,搅拌均匀后进行干燥、煅烧等步骤,最终得到钴酸锌复合活性炭电极材料。

2. 材料表征采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制备得到的钴酸锌复合活性炭电极材料进行表征。

XRD分析表明,材料中存在明显的钴酸锌和活性炭的晶型结构;SEM观察显示,材料具有较高的比表面积和良好的孔隙结构。

三、电化学储能特性的研究1. 循环伏安测试通过循环伏安测试,研究钴酸锌复合活性炭电极材料的电化学反应过程及反应机理。

测试结果表明,该材料具有良好的可逆性和较高的反应活性。

2. 充放电性能测试在恒电流充放电测试中,钴酸锌复合活性炭电极材料表现出了优异的充放电性能。

其具有较高的比容量、较好的倍率性能以及较长的循环寿命。

特别是在大电流充放电条件下,其性能表现尤为突出。

3. 交流阻抗测试通过交流阻抗测试,分析钴酸锌复合活性炭电极材料的内阻及其在不同充放电状态下的变化情况。

测试结果表明,该材料具有较低的内阻和良好的离子传输性能。

四、结果与讨论1. 电化学性能分析根据上述实验结果,我们可以得出以下结论:钴酸锌复合活性炭电极材料具有良好的电化学反应过程、较高的比容量、较好的倍率性能以及较低的内阻等特点。

这些特点使得该材料在电化学储能领域具有广泛的应用前景。

2. 性能优化方向尽管钴酸锌复合活性炭电极材料已经表现出了优异的电化学性能,但仍存在一些潜在的问题和挑战。

MnO2GO复合超级电容器电极材料的制备

MnO2GO复合超级电容器电极材料的制备

MnO2/GO复合超级电容器电极材料的制备化学电源和电化学电容器(Electrochemical Capacitors,简写为ECs,或称超级电容器)以充电时间短、使用寿命长、温度特性好、功率密度高、电容量大和绿色环保节约能源等优点成为了电化学能源转化与存储最为高效的技术。

目前电化学电容器的电极材料主要为碳材料、金属氧化物和导电高分子聚合物三大类。

在其中二氧化锰(MnO2)具有较高的理论容量比和离子渗透率、环境友好、价格低廉等优点,但是也存在着自身内阻较大、比面积较小和易溶解等缺点,这极大程度上影响到了电极材料的整体性能和其在电化学电容器领域的广泛应用。

目前为改进MnO2的电化学性能,纳米化和复合材料是主要途径。

本文以研究如何制备MnO2/GO复合电极材料为目的,找寻最佳的制备条件。

实验内容如下:首先使用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,随后将KMnO4加入到氧化石墨烯溶液中并采用水热法制得MnO2/GO样品,并使用XRD、SEM、TEM、Raman等仪器对制得的样品进行物相分析、表征样品的晶体结构特征和观察样品形貌尺寸和微观结构。

最后将制得的活性电极材料(MnO2/GO纳米复合材料)和炭黑、聚四氟乙烯按比例80:15:5的比例混合均匀涂到泡沫镍集电极上得到待用极片进行电化学测试。

实验结果表明MnO2/GO相比于MnO2提高了复合材料的导电性,改善了电荷传输和MnO2活性材料的利用率。

本文探索了在各种实验条件下制备出的样品情况,得到了最佳反应变量。

关键字:电化学电容器;氧化石墨烯;复合材料;电化学性能第一章绪论1.1引言人类文明发展的历史过程中,优良能源的开发利用和高效能源技术的使用极大促进了人们生活质量的提高与工业生产力的飞跃。

然而不可再生能源的急速消耗使得传统的化石能源几近枯竭,并且导致了严峻的环境污染问题。

开发清洁能源成为了二十一世纪人们最主要的研究课题之一。

太阳能,风能,潮汐能,核能等可再生绿色环保能源的出现为人们指出了新的研究方向,而为了充分利用这些新能源,急需要发展相应的高效存贮装置。

纳米α-MnO2/活性炭混合超级电容器的性能

纳米α-MnO2/活性炭混合超级电容器的性能

t ep r r n eweesu idi eal h ef ma c r tde nd ti o .Th e id f u ecp ctr ,Mn / rekn so p ra ai s s o O2KOH/ O ,AC KOH/ Mn 2 / AC a dMn 2 KOH/ n O / AC,w r rp rd y l otmmer ( V) av n sai c ag —ic ag n e ep e ae .C ci v l c a ty C ,g la o tt h r edsh rea d c

Th e ut h we h te c l n e f r n eo h lcr d sf u d wh n t ec n e ta in o er s lss o d t a x el tp ro ma c ft eee to swa o n e h o c n r t fKOH e o
湘 潭 环 境 监 测 站 ,湖 南 湘 潭 4 1 0 ) 11 4
摘 要 :研 究 了 以 纳 米 aMn 2和 活 性 炭 ( ) 为 电 极 材 料 的 超 级 电 容 器 ,分 别 对 纳 米 aMn 的 制 备 、 电 解 液 — 0 Ac — O 浓 度 的 影 响 进 行 了 研 究 ,组 装 了 Mn / 02KOH/ O 、AC KOH/ 、M n / Mn z / AC OzKOH/ C三 种 类 型 的模 拟 电容 器 , A
Ma ei l & R elg c l r p ris f E u a inMi i r t as r h oo i o et d c t n s y,Xi n t f 4 1 0 ,H“ n .C in a P eo o t a ga 1 15 i h :
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
S h a n g h a i 2 0 1 6 2 0,Ch i n a; 2 .C o l l e g e o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g,
Do n g h a a Un i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 1 6 2 0,C h i n a )
Abs t r a c t Co mp o s i t e e l e c t r o d e s o f ACF /Ni O/M n O2 we r e p r e pa r e d b y s o l — g e l me t h o d. Th e s c a n n i n g e l e c t r i c mi c r o s c o p y, wi d e a n g l e X— r a y di f f r a c t i o n,i s o t h e r ma l a d s o r p t i o n,c y c l i c v o h a mm e t r y a n d c o ns t a n t
氧 化 物 是 无 定 形 非 晶态 结 构 , 以微小颗粒分布在活性炭纤维表面 ; 当 N i 与 Mn的 物 质 的 量 比为 3 : 1 , 热 处 理 温 度 为
4 0 0 , N i O / Mn O 负载量为 3 . 9 %时 , 复 合 电极 的 比 电容 达  ̄ U 2 9 0 . 2 F / g , 比 活性 炭 纤 维 高 1 . 3倍 。
Z E N G F a n l o n g 一, L I U Z h a n l i a n 一,H A N Q i n , C A O Q i a n z h i 一,Z H O N G L i n , X I A 0 T i n g t i n g
第 . 3 4.No .1 0
0e t ..2 01 3
2 0 1 3年 1 0 月
J o ur na l o f Te x t i l e Re s e a r c h
文章编号 : 0 2 5 3 — 9 7 2 1 ( 2 0 1 3 ) 1 0 — 0 0 0 1 — 0 5
s p e c i ic f s u fa r c e a r e a, a s we l l a s e l e c t r o c h e mi c a l p e fo r r ma n c e s ,r e s pe c t i v e l y . Th e o x i d e s o f Ni a n d M n l o a d e d r a n d o ml y o n t h e s ur fa c e o f ACF a r e a mo r p ho us . Th e ma x i mu m s p e c i ic f c a pa c i t y c a n b e u p t o
c u r r e n t c h a r g e - d i s c h a r g e me a s ur e me n t s we r e u s e d t o d e t e c t t h e i r m o r p h o l o g y, c r y s t a l s t r u c t u r e s a nd
( 1 .S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r Mo d i ic f a t i o n o f C h e mi c a l F i b e r s a n d P o l y me r Ma t e r i a l s , D o n g h u a U n i v e r s i t y ,
摘 要
利 用 溶 胶 凝 胶 法 制 备 了活 性 炭 纤 维 / N i O / Mn O 新 型 复 合 电极 材 料 。通 过 扫 描 电 镜 、 x衍 射 和 等 温 吸 附 方
法 测 定 复 合 电极 的相 态 结 构 和 比表 面积 , 并采用循环伏 安和 恒流充放 电实验 测定其 电化学性 能。结果表 明 : 金 属
活 性 炭 纤 维/ N i O / Mn O2 复 合 电极 的 结 构
及 其 电化 学 性 能
曾凡 龙 ,刘 占莲 ,韩 芹 ,曹谦 芝 ,仲 林 ,肖婷 婷
( 1 .东 华 大 学 纤 维 材 料 改性 国 家 重 点 实 验 室 , 上海 2 0 1 6 2 0; 2 .东 华 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 上海 2 0 1 6 2 0 )
2 9 0 . 2 F /g wh e n t h e c o mp o s i t e e l e c t r o d e s we r e p r e p a r e d a t 4 0 0 ℃ wi t h t h e mo l a r r a t i o o f Ni t o Mn 3: 1 a n d t he l o a d o f Ni O/M n O。3. 9% .wh i c h i S 1 . 3 t i me s h i g h e r t h a n t h a t o f ACF.
关 键 词 活 性 炭 纤 维 ;金 属 氧 化 物 ; 复 合 电极 ;电 化 学 性 能 ;比 ( 电) 容
中图分类号 : T B 3 4 文献标志码 : A
S t r u c t u r e s a n d e l e c t r o c he mi c a l pe r f o r ma nc e s o f a c t i v a t e d c a r bo n ib f e r / Ni O/ M nO ,c o m po s i t e e l e c t r o d e s
相关文档
最新文档