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Osaka等[3]采用聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVdF- HFP)凝胶电解质作为粘结剂与活性炭粉混合制得的活性炭电极(活性炭/PVdF-HFP,质量比7/3),比表面积为2500m2/g,比容量为123F/g,循环寿命可达104 。对活性炭还可采用掺杂、接枝等方法对活性炭材料加以修饰以改善活性炭的导电性,如通过Ar-O2等离子处理和电化学的氧化还原处理,通过控制电极表面性质和结构可使电极更加有效。日本学者Hiroyuki等采用热压成型法(hot briquetting method)制备的高密度活性炭纤维(HD-ACF),其密度为0.2g/cm3~0.8g/cm3,且不用任何粘结剂,这种材料的导电性远高于活性炭粉末电极,制得的双电层电容器的电容值随活性炭纤维密度的提高而增大,是一种很有前途的电极材料。
N.L.Wu等[4]在大比表面(1420m2/g)的非导电活性炭中加入小比表面(220m2/g)的导电碳黑,当碳黑达到25%(质量分数)、在1M的KOH水溶液中、电压扫描速率20mV/s时最大比电容为108F/g,研究认为复合电极的最大电容量与碳黑含量有关,当碳黑低于一定限度时,电容主要受电极一端电子阻抗影响。
2.2碳气凝胶
碳气凝胶是一种新型轻质纳米多孔无定型碳素材料,其孔隙率高达80%~90%,比表面积高达500~1000m2/g,密度变化范围广,结构可调。它的大比表面积和高电导率使其成为超级电容器和可充电电池理想的电极材料。Wencui Li等[5]用甲酚、间苯二酚和甲醛(CmRF)合成的碳气凝胶制备电极,比表面在400~700m2/g,在1.0M H2SO4水溶液中测得其容量为104F/g(77F/cm3)。虽然碳气凝胶是一种很好的电极材料,但由于其制备繁琐费时,价格较高,给其应用带来了一定的困难。
2.3碳纳米管(CNT)
碳纳米管做超级电容器电极材料有其优越性:结晶度高、导电性好、比表面积大、微孔集中在一定范围内。碳纳米管的孔结构主要由相互缠绕的管间表面空隙形成,碳纳米管的空隙是相互连通的,因此也就不存在所谓的“死孔”,所有的孔都是对外开放的。同时由于其孔是由管间空隙形成,孔径在2~50nm之间,全部属于中孔范围,所以碳纳米管在作为双电层电容器的电极时,具有很高的比表面积利用率。对于活性炭等电极材料来说,其微孔面积随热处理温度的 升高而呈线性下降,因此在制备碳与粘结剂的复合电极时,其碳化温度和时间都受到一定限制。但是在制备碳纳米管时,中孔面积几乎不随温度升高而改变,和碳纤维一样,通过化学处理,碳纳米管表面可以吸附上丰富的官能团,其电容量可提高30%以上[6]。
由于碳纳米管有较大的比表面积和丰富的表面官能团,因而它有较好的吸附性能,适合与其他材料组成复合电极。E.Frackowiak等[7]用多种方法对多层碳纳米管进行改善,一种是通过在多层碳纳米管上被覆导电聚合物(如PPy),其电容量从50上升到180F/g,循环次数超过2000次。另外用KOH对多层碳纳米管进行化学活化也表现出很好的效果,其比电容从15F/g上升到90F/g。
为提高碳材料的表面利用率和改善其导电性能,有必要作改性处理,改性的方法通常有两种,即热处理和化学处理,以改变碳材料的物化特性,如:表面形态、孔径分布、电导率、润湿性等。表1是一些常见碳材料的改性工艺[8~10]。
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充电9分钟可恢复约80%的电量、2000次循环后仍可保持90%的容量……中国科学技术大学教授季恒星研究组与合作者全新设计的新型锂离子电池电极材料——黑磷复合材料,使兼具高容量、快速充电能力且长寿命的锂电池成为可能。该成果10月9日发表在《科学》。随着环保意识深入人心,电动汽车愈发受到市场青睐,
近日,中国科学技术大学季恒星教授研究组与合作者们,在新型锂电池电极材料研究方面取得重大突破——全新设计的黑磷复合材料使兼具高容量、快速充电且长寿命的锂离子电池成为可能,该成果已在《科学》杂志发表。该研究成果也有望解决目前电动汽车充电时间较长的难题。电极材料决定充电速度据季教授介绍
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近日,深圳鑫茂新能源技术股份有限公司完成数亿元C轮融资。本轮融资由中化资本领投,老股东追加,华安嘉业、瑞兆资本、世嘉闻华等机构跟投。融资资金将用于研发投入、市场拓展、产能提升,持续提升公司在新能源行业的竞争优势。深圳鑫茂新能源技术股份有限公司(简称“深圳鑫茂新能源”)成立于2015年
日前,山东沂水县人民政府与正威国际集团签约建设先进碳材料产业园项目。据了解,正威沂水先进碳材料产业园项目是正威集团在山东沂水县投资的第一个项目,内容涵盖锂离子电池负极材料、石墨烯润滑油、石墨烯发热膜、聚酰亚胺薄膜、5G新材料、供应链以及先进碳材料产业。该项目投资100亿元建设,占地111
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电极是全钒液流电池的重要组成部分,是电解液中不同价态钒离子发生电化学反应的场所。理想的液流电池电极需要同时具备电导率高、比表面积大、润湿性好、耐腐蚀、成本低廉的特性,而目前的材料往往不能兼顾。生物质衍生碳材料具有独特的多孔结构,且含有丰富的氧官能团和氮、磷、硫等元素,可以为电化学
5月27日,湖南金博碳素股份有限公司与宇泽半导体(云南)有限公司(以下简称“宇泽(云南)”)签署《战略合作协议》,此次战略合作协议就光伏高纯热场碳/碳材料、高纯保温材料在单晶N型热场领域的技术和商务合作方面达成协议。协议约定,宇泽(云南)及其关联公司向公司采购常规和高纯热场碳/碳材料、
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2021年11月10日,中国工程院院士蒋剑春一行应邀到访浙江天能资源循环科技有限公司。在中国工程院院士蒋剑春,天能控股集团首席技术官李国华等见证下共同签署战略合作协议,根据协议,双方拟在探索活性炭绿色再生,以及铅炭电池、氢能源电池等先进碳材料制造新技术的创造性应用研究等方面进行深入合作。推进以加强产学研联合的科技创新能力建设,实现资源共享,加快科技成果转化。
在国家自然科学基金、科技支撑计划等课题等共同资助下,开展了农林剩余物等固体燃料的热解气化及多元颗粒体系流态化特性的应用基础研究。
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