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石墨烯?谁为超级电容器“杀手级”电极材料

2016-08-31 09:58来源:烯碳资讯关键词:石墨烯超级电容器电极材料收藏点赞

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二氧化锰复合材料


由于二氧化锰属于半导体材料,与贵金属氧化物相比,导电性较差,严重影响了二氧化锰材料的电化学性能。因此,研究人员多采用掺杂或者复合的手段来提高二氧化锰材料的导电性。碳纳米管、介孔碳以及最近出现的石墨烯等碳材料与二氧化锰复合的研究工作已有相关的文献报道;此外,导电聚合物与二氧化锰的复合也引起了极大关注。这种有机-无机复合材料能充分发挥两类材料的各自优势,极大地改善了电极的综合性能。

4展望

超级电容器作为一种新兴的储能元件具有极其广阔的市场前景,而高性能电极材料是当前超级电容器研究的重点。超级电容器要想满足电动汽车和可再生能源发电等对高能量/高功率密度的需求,必须使电极材料具有比电容高、比表面积大、导电率高、循环寿命长和成本低等特点。

活性炭的孔径控制比较难,比表面积利用率低;碳纳米管的价格比较昂贵,难以纯化,从而极大地影响了碳纳米管在超级电容器中的实际应用;石墨烯是一种新型的碳材料,具有优良的导电性和开放的表面结构,储能特性优异。如能实现规模化制备,并降低成本、性能可控,则石墨烯电极材料将具有诱人的应用前景,并可望在不久的将来走向产业化。

对于廉价金属氧化物——二氧化锰,如能有效解决其导电率和循环稳定性差的问题,进一步提高电极材料的利用率,将有助于实现二氧化锰超级电容器大规模的应用。

另一方面,采用复合材料作为电极材料,扬各材料之长而避其短,也即通过“协同效应”有利于提高材料的综合电化学性能。当前,国内外制备高能量密度、高功率密度和低成本的新型复合材料(如石墨烯-二氧化锰复合材料等)的研究热点是复合体系的筛选以及新型的纳米复合技术。但从总体上来说,复合材料的合成方法、作用机制以及电化学性能的研究还处于发展阶段,要完全满足实用化的要求,还有待于进一步的深入研究和材料性能的完善。 

原标题:石墨烯、CNT、二氧化锰、谁将成为未来超级电容器“杀手级”的电极材料?
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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