登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
超级电容器是一种可以缓冲风/太阳能源不稳定性的储能装置。超级电容器的比能量(能量密度:ED)和比功率(功率密度:PD)结合了传统电容器和电池的优点。超级电容器和电池的相似性包括:1)在电极/电解质界面处存储能量;2)离子传输和电子传输。电池和超级电容器的差异性自由能:电池是单电子自由能,而超级电容器是连续自由能变化。在电池中,化学反应释放可以被收集到电路;而在超级电容器中,电荷主要以静电方式存储。超级电容器具有功率高、充放电速度快,循环寿命长,成本低廉等一系列优势,其应用前景广阔。但是超级电容器的性能与电极材料密切相关,如何设计和制备出高性能的电极材料,直接决定了超级电容器的性能。本文选取镍基材料为基础,综合分析了镍基材料在超级电容器上的应用。
近日,中国武汉理工大学的余家国(通讯)作者等人,总结了镍基材料的最新研究进展;讨论了镍基材料的制备和性能改进等重要问题;分析了协同效应的根本原因;列举了面临的挑战和可能解决方案。最后,对镍基材料的未来发展提出了一些新的看法。相关成果以“Nickel-based materials for supercapacitors”为题发表在Materials Today上。
图1、常见电化学储能装置的Ragone图
图2、超级电容器的优势
图 3 不同电容器的原理示意图
(a)静电电容器;
(b)双电层电容器;
(c)赝电容器;
(d)锂离子电容器的示意图。
图4、近10年镍基超级电容器发表文章统计图
图5、镍基材料的分类图
图6、花粉模板-NiO(P-NiO)电极
(a,d)未经处理油菜花粉粒的示意图及其SEM图像;
(b,e)预处理后,油菜花粉粒的示意图及SEM图像;
(c,f)花粉模板-NiO(P-NiO)的示意图及SEM图像;
(g,h)P-NiO的TEM图像;
(i)P-NiO的HRTEM图像;
(j)在10 mV s-1下,P-NiO的CV曲线;
(k)在10 A g-1(插图:1 A g-1)的CP曲线;
(l)无模板-NiO(W-NiO),P-NiO,Ni泡沫,花粉-A(天然花粉粒)和花粉-C(处理过的花粉粒)的速率性能对比图。
图7、不同壳层结构NiO电极
(I)不同壳层结构NiO的合成示意图;
(a-c)封闭外部双壳的双壳、三壳和四壳空心NiO微球的TEM图像;
(d-f)双壳、三壳和单壳NiO空心微球的TEM图像;
(g)不同结构NiO微球的CV曲线;
(h)不同结构NiO微球的的充电/放电曲线;
(i)不同结构NiO微球的速率性能对比图。
图8、碳质材料的优势
图9、NiO/C-HS电极
(a)NiO/C-HS的合成示意图;
(b)前体SiO2/C的TEM图像;
(c)中间体Ni(OH)2/C-HS的TEM图像;
(d)NiO/C-HS的TEM图像。
图10、NiCo2O4电极
(a)NiCo2O4的CV曲线;
(b)NiCo2O4的CP曲线;
(c)NiCo2O4的电流密度与质量比容量关系图;
(d)NiCo2O4的循环性能图;
(e,f)NiCo2O4的TEM及其选取电子衍射图;
(g,h)NiCo2O4-石墨烯的TEM、HRTEM及其选取电子衍射图;
(i)Co3O4/CoO-石墨烯的合成示意图。
图11、CF-Ni01-G中NiCo2O4电极
(l)纯CF和镍CF上NiCo2O4生长的示意图;
(a)CF-G的SEM图像;
(b)CF-Ni01-G的SEM图像;
(c)CF-Ni05-G的SEM图像;
(d)CF-Ni10-G的SEM图像;
(e)CF-Ni01-G中单个NiCo2O4纳米棒的TEM图;
(f)CF-Ni01-G中单个NiCo2O4纳米棒的HRTEM;
(g)CF-Ni10-G中NiCo2O4纳米片的TEM图;
(h)CF-Ni10-G中NiCo2O4纳米片的HRTEM;
(i-k)不同镍含量的NiCo2O4的CV曲线。
图12、镍钴铝(NCA)层状氢氧化物电极
(a,b)未处理和(c,d)处理后,镍钴铝(NCA)层状氢氧化物的TEM图像;
(e)在2M NaOH中,5 mVs-1的扫描速率下,NCA 7-1T的CV曲线;
(f)1 Ag-1和20 Ag-1下,不同样品的比电容对比图;
(g)NCA 7-1和NCA 7-1T样品的奈奎斯特图;
(h)不同样品的等效串联电阻(ESR)。
图13、Cu@Ni(OH)2电极
(a)原始铜泡沫的FESEM图像;
(b)在第一步氧化处理后,铜泡沫的FESEM图像;
(c)在第二步水热反应处理后,铜泡沫的FESEM图像;
(d,e)1ML-1 KOH电解质,Cu@Ni(OH)2非对称超级电容器的CV曲线、CP曲线;
(f)能源与功率密度的Ragone曲线;
(g)电容器的奈奎斯特图。
图14、NiMn-LDH/CNT电极
(a)NiMn-LDH/CNT的合成示意图
(b,c)NiMn-LDH/CNTs和Ni(OH)2/CNTs的CV曲线、CP曲线;
(d)电流密度与质量比容量的关系图;
(e)长循环性能图。
图15、Ni-MOF电极
(a)Ni-MOF晶体结构示意图;
(b)手风琴状Ni-MOF的TEM图像;
(c)3 M KOH溶液中Ni-MOF的CV曲线;
(d)Ni-MOF的CP曲线;
(e)不同电流密度下,电流密度与质量比容量的关系图;
(f)1.4 A g-1下,Ni-MOF的充电-放电循环图。
图16、3D花状β-NiS的电极
(a-d)3D花状β-NiS的SEM图像;
(e)3D花状β-NiS纳米结构的合成示意图;
(f)β-NiS电极的CV曲线;
(i)β-NiS电极的CP曲线;
(j)β-NiS电极的电流密度与面积容量的关系曲线;
(k)等效电路的奈奎斯特曲线图。
图17、NixSy@CoS电极
(a)NixSy@CoS双壳纳米笼的形成过程的示意图;
(b-d)NixSy@CoS的TEM图像;
(e)NixSy@CoS的CV曲线;
(f)NixSy@CoS的CP曲线。
图18、NH4NiPO4·H2O/Ni电极
(a-c)NH4NiPO4·H2O/Ni的SEM图;
(d,e,f)NH4NiPO4·H2O/Ni泡沫的元素Mapping图、CV曲线、CP曲线;
(g)电流密度与质量比容量关系图;
(h)NH4NiPO4·H2O/Ni泡沫和NH4NiPO4·H2O@PPy/Ni的EIS图(插图:高频区域的放大图)。
图19、FeCo2S4-NiCo2S4的电极
(a)实验服照片;
(b)在纺织布上FeCo2S4-NiCo2S4的颜色变化图;
(c)FeCo2S4-NiCo2S4在银溅射纺织布上的制备过程的示意图。
图20、非传统超级电容器领域的发展趋势图
结论与展望
镍基材料的研究路线有许多种,包括分级设计,组合优化和掺杂等,旨在克服限制其应用的问题。虽然已经取得了令人鼓舞的进展,但是镍基材料的电子传导性仍然远离低于碳的电子传导性,阻碍了它们的应用。控制合成参数和实验条件的关键是在分子或原子水平上,设计与合成所需电极材料。
在镍基电极材料的设计中,应考虑以下几个方面。(1)氧或镍空位对超级电容器性能的影响。(2)充分利用每种材料,当多种元素共存于电极材料中,可能诱发物理/化学性质的不均匀性。(3)合理设计材料结构。(4)材料的界面调控。镍基材料的电荷转移,通常发生在电极/电解质界面处。(5)镍基材料上氧化还原反应的进行。(6)调控镍基材料的电位窗口。(7)氧化还原反应或循环测试后,材料的性质研究,包括结晶、缺陷、形态和表面积没有得到强调。只有通过研究氧化还原反应中镍基材料的变化,才能找到优化镍基材料的最佳方案。
在原子尺度上设计材料,原位材料表征和理论推导是必不可少的。在稳定性评估时要关注电容保持率和材料的损坏程度。镍基材料测试前后,应注意分析镍的形貌和化学状态。另外,计算建模和模拟也可以帮助预测和分析成分对镍基材料的电化学性质的影响,提高超级电容器性能。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,4月30日,华能山西分公司-左权电厂新增储能调频系统设备安装项目中标候选人公示发布。中标候选人第1名:江苏金马工程有限公司,投标报价:2031000元;中标候选人第2名:洋山建设集团有限公司,投标报价:2132253元;中标候选人第3名:山西新东电力工程有限公司,投标报价:2945245元
北极星储能网获悉,3月20日,国能信控河北公司风电后市场项目2024年超级电容单体框架采购结果公告发布。公告显示,国能龙源蓝天节能技术有限公司受国能信控互联技术(河北)有限公司的委托,就国能信控河北公司风电后市场项目2024年超级电容单体框架(项目编号:GNXK-2024-XJ-WZ-0461)项目进行采购,中选人
北极星储能网获悉,2月20日,大唐集团发布【10MWx10min超级电容储能调频生产改造EPC总承包-2024年3月大唐国际发电股份有限公司辽宁分公司辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司】招标公告。招标范围包括1、2机组10MW×10min超级电容储能调频项目工程设计、设备及材料采购、建筑及安装工程、调试、试验、培
北极星储能网获悉,2月2日消息,有投资者在互动平台向ST金时提问:请问公司投资的新能源超级电容用途广泛吗?公司回答表示:超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,主要应用于国防军工、轨道交通、城市公交、起重机械势能回收、发电与智能电网、消费电子等领域。
北极星储能网获悉,1月27日,中国能建西南院就国家能源集团混合储能电站施工承包招标。据悉,国能宁东新能源混合储能示范电站位于宁东光伏储能二期预留场地内,位于宁夏下回族自治区银川市永宁县宁东镇石槽村东侧,为国家能源集团科技项目“‘锂电+超级电容’混合式储能关键技术研究与示范工程”配套,
北极星储能网获悉,1月25日国家能源集团发布新能源院1MW/5MIN超级电容器储能系统公开招标中标候选人公示。中标候选人情况如下:第一中标候选人:南京南瑞继保工程技术有限公司,报价706.2万元。第二中标候选人:煜邦智源科技(嘉兴)有限公司,报价634.015万元。本超级电容器储能系统容量为≥1MW/5min
北极星储能网获悉,1月10日,中国华电电力科学研究院的2MW超级电容储能系统集成试制、2MW飞轮储能系统集成试制中标候选人公示。中标候选人第1名为江苏中天科技股份有限公司,投标报价578.8万元;中标候选人第2名为西安合容新能源科技有限公司,投标报价648.6万元。
12月28日,郑州机场至许昌市域铁路正式运营,该线路许昌段为国内首条全线采用绿色超级电容储能装置回收制动能量的线路,标志着我国在列车能源回收利用方面取得了重大突破。许继电气所属许继电力电子公司为郑许市域铁路许昌段全线11个站及梅庄停车场提供了12套超级电容储能型再生能量利用装置。每套装置
北极星储能网获悉,12月27日,中核新华发电甘肃省嘉峪关市独立储能项目举行开工仪式。项目总投资15.8亿元,规模500MW/1000MWh。项目是新华发电在甘肃省嘉峪关市开工建设的首座大型磷酸铁锂+超级电容混合储能电站,项目的建成投运将助力甘肃省构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。
北极星储能网获悉,12月22日,国家能源集团新能源技术研究院有限公司对1MW/5min超级电容器储能系统公开招标。共采购1MW/5min超级电容储能系统、超级电容升压变流一体机、400V/35kV升压变和EMS各1套。本项目招标范围包括:1.1MW/5min超级电容舱;2.超级电容储能配套升压变流一体机(需具备构网型功能)
北极星储能网获悉,11月28日,四川飞宇电力股份有限公司公告,与中核集团的核工业西南物理研究院签订了《项目研发合作协议》,联合启动“基于超级电容储能扩展应用领域系列产品”研发项目。飞宇电力表示,“基于超级电容储能扩展应用领域系列产品”研发项目是飞宇电力在传统电力工程、电力成套设备生产
北极星储能网获悉,日前,江苏省发展改革委、江苏省市场监管局发布了《江苏省(近)零碳产业园建设指南(暂行)》。文件指出,支持新型储能应用推广。鼓励在电网、电源及用户侧配置新型储能,促进新能源与新型储能协调发展,提升园区的新能源就地并网消纳能力,支持多元化新型储能技术应用推广。推进园
北极星储能网获悉,4月30日,日喀则市行政审批和便民服务局发布《日喀则市2024年电力保供新能源竞争性配置项目中标(成交)结果公告》。根据公告,此次竞配7个标包600MW新能源项目均发布了中标供应商,涉及:风电200MW、光伏300MW、光热100MW,构网型储能100MW/400MWh。其中:华电西藏、国家电投西藏、
北极星储能网获悉,4月30日,阳光电源发布关于公司高级管理人员辞职的公告。阳光电源股份有限公司董事会于近日收到公司高级管理人员李顺先生递交的书面辞职报告,李顺先生因个人原因,申请辞去公司高级副总裁职务。辞职后,李顺先生不再担任公司任何职务,其辞职不会对公司相关工作及生产经营产生影响
4月30日,华润峡江二期风电项目配套储能20MW40MWhEPC总承包工程招标公告发布。项目地点:江西省吉安市峡江县罗田镇标段名称:配套储能20MW40MWhEPC总承包工程招标内容和范围:本工程为工程总承包(EPC)模式,招标范围包括但不限于以下范围:即包括本工程的勘察、设计、设备制造、设备采购、设备监造、
北极星储能网获悉,4月30日,山东省枣庄市滕州滨湖300MW/600MWh独立储能电站项目一期(100MW/200MWh)工程中标候选人公示发布,报价在1.79-1.838元/Wh之间。本项目新建储能电站一座,储能电站建设规模100MW/200MWh,采用磷酸铁锂电池,户外集装箱布置,配套新建220kV升压站。本工程在储能电站内设一座综
4月27日,乌兹别克斯坦塔什干光储项目一期200兆瓦光伏工程首批首次并网发电成功。乌兹塔什干光储项目位于乌兹别克斯坦塔什干市东北郊区(塔什干新城规划区域内),由中国能建国际集团、浙江火电和安徽院组成的联营体共同实施,中国能建科技公司所属华东电力试研院负责调试。项目包含一期200兆瓦光伏,
4月30日,华润电力武汉滨湖双鹤药业1000kW(2150kWh)用户侧储能项目EPC工程招标公告发布。华润电力武汉滨湖双鹤药业1000kW(2150kWh)用户侧储能项目EPC工程招标公告华润守正招标有限公司受招标人委托,对华润电力中部片区2024年度第26批招标华润电力武汉滨湖双鹤药业1000kW(2150kWh)用户侧储能项目EPC工
北极星储能网讯,4月29日,陕西铜川印台陈炉100MW/200MWh储能电站、印台区100MW/400MWh储能电站项目举行落地签约仪式据悉,印台陈炉100MW/200MWh储能电站项目总投资5亿元,占地面积约35亩,建设规模为100MW/200MWh。项目建成后,预计年产值5000万元,年创造税收500万元,带动就业40人。印台区100MW/400
北极星储能网获悉,据张家港协鑫超能云动科技有限公司消息,5月4日,江苏地区百兆级规模的30套储能系统开始交付。该项目位于江苏苏北,采用协鑫超能云动自主研产的“鑫宇”系列3.72MWh液冷储能一体舱产品,可高效的支撑电力需求,实现电能的平滑调度和峰谷调节,不仅有助于提升电网的调节能力,还能在
“五一”假期,江苏徐州首座电网侧储能项目江庄储能电站成功实现全容量“满充满放”试运行,进一步验证了各项指标满足设计功率及容量参数要求。据悉,该储能电站能够在用电低谷期将10万度的电能储存起来,需要时再将电能释放出来,是名副其实的大型“充电宝”。
4月30日,重庆两江新区龙盛储能电站项目(二期)EPC总承包启动招标。建设地点:两江新区鱼嘴组团C2-6/01项目概况与建设规模:本项目属于大容量电能储存技术开发与应用,项目占地约15亩(以规资局批复为准),购置电池舱、PCS舱、预制舱等设备,新建一座50MW/100MWh独立储能电站及配套,储能系统采用磷酸
近日,宝武特冶举办全球首台商业化高温气冷堆用镍基焊材首发仪式,这是我国在核电领域核岛主设备用镍基合金焊材的首批国产化产品,标志着我国在核电镍基合金焊材领域实现重大突破。上海市核电办、中核能源、哈电重装等单位领导、专家参加仪式。首台商业化60万千瓦高温气冷堆机组的建造,标志着我国核电
进入新的一年,锂电产业链“风云变幻”的速度不断加快。3月以来,受到碳酸锂期现货价格短期内向10万元以上区间波动增长的影响,正极材料价格因得到成本支撑而回暖。截至上周,锂电正极环节中,铁锂、三元材料价格均出现上涨,产量和开工率也随之回升。高工锂电观察发现,结合上下游来看,正极材料价格
北极星储能网获悉,2月22日,华能江苏能源开发战略合作暨锌镍储能电池产业化项目签约仪式在苏州昆山举行。项目总投资30亿元,将专注于锌镍电池技术开发及产品制造。此次签约的锌镍储能电池产业化项目,产品可广泛应用于备用电源、动力启动电源、储能等领域。
格林美1月25日公告,与英美资源集团签署加强镍产品及动力电池材料加工技术研发等合作备忘录,双方就一系列与负责任生产和采购镍和其他电池产品有关的环境、社会和治理、技术倡议和业务发展解决方案,以及为全球市场、客户和利益相关方推进和推广可持续产品和服务产品进行合作。
北极星储能网获悉,2024年1月12日,青海黄河矿业有限责任公司36%股权转让在北京产权交易所完成,受让方为金川集团股份有限公司,最终成交金额61亿元,较挂牌底价36.6亿元增值24.4亿元。据悉,本次交易标的资产所属夏日哈木镍钴矿已探明镍资源储量属于超大型矿床规模,是全球近二十年来发现的最大硫化镍
近日,巴西淡水河谷公司表示,在沙特马纳拉矿业投资公司收购部分镍铜业务后,预计镍产量有望由17.5万吨/年增至超过30万吨/年。淡水河谷拟在中期内将30%-40%出产镍用于电动汽车电池供应链生产。马纳拉矿业公司高管表示,公司通过该笔投资成功增持关键战略矿产,使得沙特在全球能源转型供应链中发挥越来
格林美9月25日公告,公司计划由下属控股子公司福安青美及全资子公司新展国际共同在印尼设立青美能源材料有限公司,在印尼中苏拉威西省摩洛哇丽(Morowali)县IMIP园区投资建设印尼第一条年产3万吨高镍动力电池三元前驱体材料项目,项目总投资为10.96亿元,利用印尼青美邦镍资源项目自产的氢氧化镍钴锰
9月20日,福建省工信厅原则同意福建青拓镍业有限公司超低排放改造项目(二期工程)节能报告通过审查。详情如下:福建省工业和信息化厅关于福建青拓镍业有限公司超低排放改造项目(二期工程)节能报告的审查意见福建青拓镍业有限公司:你公司《关于申请超低排放改造项目(二期工程)节能审查的请示》(
据正力新能发布的消息,近日,正力新能与宝马集团合作项目,高镍正极和掺硅负极极片项目实现Job5交付,后续Job6生产正全面展开。本次交付的高镍掺硅正负极片产品为宝马汽车与正力新能独家合作的前瞻项目,极片作为动力电池的最核心部件,双方已在此领域开展为期近两年的产品开发和持续交付。
7月19日格林美公告,格林美(无锡)与CAHAYA、伟明、格林特、上海璞骁共同签署《关于建设印尼红土镍矿冶炼生产新能源用镍原料(镍中间品)(2.0万吨镍/年)项目的合资协议》,在印度尼西亚中苏拉威西省莫罗瓦利县中国印度尼西亚综合产业园区青山园区内,共同投资建设红土镍矿湿法冶炼年产2.0万金属吨新
6月26日LG化学表示,其位于忠清北道的清州工厂已开始生产单晶高镍阴极材料。下个月开始,下一代正极材料的第一批产品将交付给一家全球电池制造商。到2027年,公司计划将单晶阴极产线扩建到庆尚北道龟尾工厂,届时新型阴极的年产量将达到5万吨。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!