稻壳基活性炭负载MgO复合材料在对称超级电容器中的应用

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作者 隋光辉 程岩岩 《无机化学学报》 北大核心 2025年第3期521-530,共10页

将稻壳经低温炭化、KOH高温活化处理,得到无定形活性炭(AC)材料,再采用MgO原位负载的方法制备一系列炭负载MgO复合材料(MgO/AC)。采用X射线衍射(XRD)、激光共聚焦拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)和... 将稻壳经低温炭化、KOH高温活化处理,得到无定形活性炭(AC)材料,再采用MgO原位负载的方法制备一系列炭负载MgO复合材料(MgO/AC)。采用X射线衍射(XRD)、激光共聚焦拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)和氮气吸附-脱附测试研究了MgO/AC的表面形貌、元素组成,并详细分析了孔结构与电化学性能之间可能存在的关系。结果表明,对称超级电容器2.0MgO/AC||2.0MgO/AC在0.5 A·g^(-1)电流密度下的比电容为211.9 F·g^(-1),当功率密度为0.41kW·kg^(-1)时其具有18.30 Wh·kg^(-1)的能量密度,且经过5000次循环后的电容保持率为86.8%。 展开更多

关键词 MgO负载活性炭 复合电极 对称超级电容器 能量密度

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聚吡咯／硝酸活化碳气凝胶复合材料在超级电容器中的应用 被引量：11

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作者 李亚捷 倪星元 +2 位作者 沈军 刘冬 刘念平 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1750-1754,共5页

用溶胶-凝胶法制备出碳气凝胶,对其进行硝酸活化,与聚吡咯复合(化学氧化聚合法)及先活化后复合,探究活化、复合对碳气凝胶性能的影响。采用傅立叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜表征材料的成分和形貌,通过循环伏安法、恒流充放电、交... 用溶胶-凝胶法制备出碳气凝胶,对其进行硝酸活化,与聚吡咯复合(化学氧化聚合法)及先活化后复合,探究活化、复合对碳气凝胶性能的影响。采用傅立叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜表征材料的成分和形貌,通过循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗及循环性测试等考察材料的电化学性能。结果表明,最佳处理方式为先活化后复合。比电容量大大提高,约为纯碳气凝胶的3倍,扫描速率为5mV/s时,比电容量达311F/g;1000次循环后比电容稳定在较高数值;导电性也得到提高。 展开更多

关键词 碳气凝胶 聚吡咯 复合 硝酸活化 超级电容器

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聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶纳米复合材料的制备表征及其在超级电容器中的应用（英文） 被引量：6

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作者 李亚捷 倪星元 +3 位作者 沈军 刘冬 刘念平 周小卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第2期493-502,共10页

通过化学氧化聚合法制备出不同比例的聚吡咯(PPY)/硝酸活化碳气凝胶(HCA)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料的成分和形貌,结果表明,通过硝酸活化及与聚吡咯的复合,并未破坏碳气凝胶的多孔形貌,硝... 通过化学氧化聚合法制备出不同比例的聚吡咯(PPY)/硝酸活化碳气凝胶(HCA)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料的成分和形貌,结果表明,通过硝酸活化及与聚吡咯的复合,并未破坏碳气凝胶的多孔形貌,硝酸活化碳气凝胶及聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶都仍然保持着原碳气凝胶的三维纳米多孔结构。采用对照实验的方法,设计并合成五组不同配比的复合材料,聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶的质量比例分别为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3,通过循环伏安法,恒流充放电,交流阻抗及循环性测试等考察材料的电化学性能。结果证明,当聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶比例为1:1时,复合材料显示出最优电化学性能:比电容高达336 F?g^(-1),是纯碳气凝胶(103 F?g^(-1))的三倍有余,除此还显示出卓越的导电性与循环稳定性,2000次循环后仍保持初始电容的91%,具备优良的超级电容器电极材料性能。因此聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶复合纳米材料是超级电容器的理想电极材料。 展开更多

关键词 活化碳气凝胶 聚吡咯 超级电容器 化学氧化聚合法 复合电极材料 电化学性能

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活性炭-烧结复合镍钴超级电容器 被引量：13

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作者 程杰 李晓忠 +2 位作者 曹高萍 沈涛 杨裕生 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期166-168,共3页

以比电容达250F/g的活性炭作为负极,0 31mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极作为正极,组装了活性炭烧结复合镍钴超级电容器,用恒流充放电和交流阻抗法研究了它的性能。比电容与正、负电极质量比密切相关,增加负极的比例,可提高比电容和比能... 以比电容达250F/g的活性炭作为负极,0 31mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极作为正极,组装了活性炭烧结复合镍钴超级电容器,用恒流充放电和交流阻抗法研究了它的性能。比电容与正、负电极质量比密切相关,增加负极的比例,可提高比电容和比能量。以正、负电极质量之和为基准,最大比能量达16Wh/kg、最大比功率达10kW/kg。 展开更多

关键词 超级电容器 烧结复合镍钴电极 活性炭

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聚吡咯/活性炭复合电极对不同离子电吸附性研究 被引量：3

5

作者 刘艳辉 徐克 张晓晨 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期28-31,共4页

将小阴离子掺杂聚吡咯/活性炭(PPy/AC)复合电极与常规炭电极组装成非对称离子交换膜电容脱盐(MCDI)单元,研究了其对不同荷电量、水合半径离子的吸附性能差异。结果显示:当复合电极分别作为脱盐单元的正极或负极时,其电容吸附过程的离子... 将小阴离子掺杂聚吡咯/活性炭(PPy/AC)复合电极与常规炭电极组装成非对称离子交换膜电容脱盐(MCDI)单元,研究了其对不同荷电量、水合半径离子的吸附性能差异。结果显示:当复合电极分别作为脱盐单元的正极或负极时,其电容吸附过程的离子尺寸依赖效应差异显著,这应该与复合电极氧化还原过程的孔径尺寸变化有关。 展开更多

关键词 离子交换膜电容脱盐 聚吡咯/活性炭复合电极 离子电荷 水合半径

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二氧化钌/活性炭复合电极的制备及性能 被引量：2

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作者 甘卫平 刘继宇 +3 位作者 师响 刘泓 李祥 马贺然 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期336-341,共6页

为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料,采用涂覆热分解法,以RuCl3.2H2O为前躯体,制备二氧化钌/活性炭复合电极材料。借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段,观察复合薄膜电极材料的表... 为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料,采用涂覆热分解法,以RuCl3.2H2O为前躯体,制备二氧化钌/活性炭复合电极材料。借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段,观察复合薄膜电极材料的表面形貌,分析不同涂覆量的二氧化钌/活性炭复合薄膜电极的性能。研究结果表明:二氧化钌/活性炭复合电极材料具有良好的电化学稳定性,涂覆热分解最佳涂覆数为4次,复合薄膜的比表面积为321.4 m2/g,附着力为11.4 MPa;在H2SO4溶液浓度为0.5 mol/L、扫描速率20 mV/s条件下,复合电极材料的比电容为422 F/g,内阻为0.33Ω;经300次充放电后,电容量持续为98.8%。 展开更多

关键词 超级电容器 复合电极 活性炭 二氧化钌

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焦粉活性炭／Al-Ni(OH)2复合电极材料的制备及其超级容器性能 被引量：2

7

作者 雒和明 杨鹏 +1 位作者 赵霞 张建强 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期99-106,共8页

以焦粉为原料,用HNO3预处理除灰,采用KOH浸渍-煅烧活化法制备焦粉活性炭(CPAC),通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射等表征其形貌,采用BET测试其比表面积、孔结构及孔径分布。初步考察了活化温度、活化时间等对焦粉活性炭电极材料电化... 以焦粉为原料,用HNO3预处理除灰,采用KOH浸渍-煅烧活化法制备焦粉活性炭(CPAC),通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射等表征其形貌,采用BET测试其比表面积、孔结构及孔径分布。初步考察了活化温度、活化时间等对焦粉活性炭电极材料电化学性能的影响。采用共沉淀法制备CPAC/Al-Ni(OH)2复合电极材料,通过恒电流充放电测试及循环伏安测试表征CPAC/Al-Ni(OH)2复合电极材料的电化学性能。结果表明,当活化温度为800℃、活化时间为3 h制得的焦粉活性炭电极材料的电化学性能最佳,比电容达到211 F/g。CPAC-800℃-3 h/Al-Ni(OH)2复合电极材料随Al掺杂量的增大呈现先增大后减小的趋势。在固定Al质量掺杂量为4%,炭镍质量比为1∶1时所得复合材料的比电容量最大:1173.6 F/g。恒电流充放电及循环伏安测试表明Al掺杂量为4%、炭镍比为1∶1的复合材料具有较好的电化学性能。 展开更多

关键词 焦粉 焦粉活性炭 复合电极材料 比电容 电化学性能

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水热法和微乳液物理混合法制备水合氧化钌/活性炭复合电极材料及其电化学性能 被引量：1

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作者 王晨晨 刘亚菲 +4 位作者 郑祥伟 温祖标 刘爱芳 徐鑫 胡中华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1520-1524,1528,共6页

通过水热法和微乳液-物理混合法制备了两种水合氧化钌/活性炭复合电极材料(HD和MP)。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N2吸附等方法对材料的晶型、形貌、比表面积和孔结构进行了表征;用循环伏安,恒流充放电和交流阻抗等方法研... 通过水热法和微乳液-物理混合法制备了两种水合氧化钌/活性炭复合电极材料(HD和MP)。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N2吸附等方法对材料的晶型、形貌、比表面积和孔结构进行了表征;用循环伏安,恒流充放电和交流阻抗等方法研究它们的电化学性能。结果表明,通过水热法制得了薄膜状RuO2·xH2O/AC复合材料,性能明显优于微乳液物理混合法制备的球状RuO2·xH2O/AC复合材料。HD材料在电流密度为3mA/cm2时,比电容(Cp)为337F/g,比MP的241F/g高39.6%,在电流密度为60mA/cm2时,其功率为1072W/kg,比MP的875W/kg高22.5%。HD材料适合大电流快速充放电,电阻小,循环充放电性能优异,经1000次恒流充放电测试,容量保持率为99.8%。 展开更多

关键词 水合氧化钌 活性炭 复合电极材料 电化学电容器

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活性炭纤维/NiO/MnO_2复合电极的结构及其电化学性能 被引量：1

9

作者 曾凡龙 刘占莲 +3 位作者 韩芹 曹谦芝 仲林 肖婷婷 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1-5,共5页

利用溶胶凝胶法制备了活性炭纤维/NiO/MnO2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:金属氧化物是无定形非晶态结构,以微小... 利用溶胶凝胶法制备了活性炭纤维/NiO/MnO2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Ni与Mn的物质的量比为3∶1,热处理温度为400℃,NiO/MnO2负载量为3.9%时,复合电极的比电容达到290.2 F/g,比活性炭纤维高1.3倍。 展开更多

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

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载镍活性炭材料及复合型超级电容器 被引量：1

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作者 袁国辉 王福平 姜兆华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期254-258,共5页

为提高碳基电化学电容器的比电容和和能量密度,采用化学沉积法将少量镍氧化物沉积在活性炭上,得到沉积镍氧化物的活性炭材料并以此材料做成复合电极用于混合型电化学电容器的正极.研究显示,沉积镍氧化物后,碳材料的比表面积略有减小,但... 为提高碳基电化学电容器的比电容和和能量密度,采用化学沉积法将少量镍氧化物沉积在活性炭上,得到沉积镍氧化物的活性炭材料并以此材料做成复合电极用于混合型电化学电容器的正极.研究显示,沉积镍氧化物后,碳材料的比表面积略有减小,但孔径分布没有明显变化.复合电极作为混合型电容器的正极时,比电容达到194.01F/g,比纯活性炭正极的175F/g提高了10.84%;复合电极在6mol/L的电解液中析氧电势为0.296V,比纯活性炭电极的0.220V高出0.076V,因此,具有较高的能量密度.不同放电电流密度下的恒电流测试结果显示,沉积镍氧化物活性炭复合电极的比电容值没有明显变化,与纯活性炭电极一样表现出良好的功率特性.采用沉积镍氧化物活性炭作为正极材料的复合型电容器,在6mol/L的KOH水溶液作为电解液时,单体电容器的工作电压可以达到1.2V,高于纯活性炭制备的双层型电容器0.2V.充放电循环10000次时,复合型电容器的电容仅降低到初始电容的90%.上述结果表明,在活性炭上沉积少量镍氧化物颗粒可以提高碳基电化学电容器的比电容和能量密度. 展开更多

关键词 电化学电容器 活性炭 镍氧化物 复合电极材料

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活性炭基微孔炭膜制备及电化学性能 被引量：9

11

作者 熊鸽 王虹 +2 位作者 惠洪森 李建新 王同华 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期37-44,57,共9页

分别以高比表面积(860 m^2/g)活性炭和煤粉为原料,辅以煤沥青、羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为造孔剂,采用压膜成形和焙烧工艺制备活性炭基炭膜(ACM)和煤基炭膜(CM),借助SEM、TG和电化学工作站等手段对炭膜结构与性... 分别以高比表面积(860 m^2/g)活性炭和煤粉为原料,辅以煤沥青、羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为造孔剂,采用压膜成形和焙烧工艺制备活性炭基炭膜(ACM)和煤基炭膜(CM),借助SEM、TG和电化学工作站等手段对炭膜结构与性能进行了表征.同时,采用溶胶凝胶法制备TiO2/ACM和TiO2/CM复合膜电极,探索其电催化水处理性能.结果表明,改变造孔剂含量可以有效调控炭膜孔径尺寸及分布,所制备微孔炭膜孔径范围0.16~0.82μm.与TiO2/煤基炭膜(TiO2/CM)复合膜电极相比,TiO2/ACM复合膜电极具有更高的比表面积(55.9 m^2/g)、更优的电化学活性和电催化效率.以TiO 2/ACM复合膜电极为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)对苯酚废水(COD为2 450 mg/L)处理,当电流密度为1 mA/cm^2、停留时间为12 min时,COD去除率高达92.4%. 展开更多

关键词 活性炭 微孔炭膜 TiO2/ACM复合膜电极 电催化膜反应器 苯酚废水处理

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自支撑的活性碳布/MnO2/碳纳米管/聚苯胺复合电极用于高性能超级电容器的研究 被引量：4

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作者 施萍萍 王金杰 +1 位作者 任芝龙 陈萍 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期121-124,共4页

以活性碳布为基底并依次负载MnO2、碳纳米管和聚苯胺,制备了一种高性能、自支撑的超级电容器电极。研究了电极组成、微观形貌等因素对电极电学和电化学性能的影响。结果表明:活性碳纤维、MnO2和聚苯胺作为电化学活性物质能够均匀地分散... 以活性碳布为基底并依次负载MnO2、碳纳米管和聚苯胺,制备了一种高性能、自支撑的超级电容器电极。研究了电极组成、微观形貌等因素对电极电学和电化学性能的影响。结果表明:活性碳纤维、MnO2和聚苯胺作为电化学活性物质能够均匀地分散于电极内部,碳纤维和碳纳米管则作为导电网络;该电极质量比电容可达193F/g(基于整个电极质量计算),显著高于纯活性碳布、活性碳布/MnO2复合电极以及先前报道的多种电极;同时该复合电极表现出优异的倍率性能和循环稳定性。可为优化电极结构以制备具有高储能密度的超级电容器提供新的借鉴。 展开更多

关键词 超级电容器 MNO2 聚苯胺 活性炭纤维 复合电极

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聚苯胺/改性活性炭复合电极材料的制备及其电容性能研究 被引量：2

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作者 刘永强 邵水源 杜珣涛 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期91-95,共5页

通过改变有机酸与无机酸的配比研究合成高电导率聚苯胺的最佳条件,使用硝酸对活性炭进行改性,测定活性炭的沉降质量和活化指数并筛选出吸附性能最佳的改性活性炭,将最佳工艺条件下合成的聚苯胺与改性活性炭进行复合制备了聚苯胺/改性活... 通过改变有机酸与无机酸的配比研究合成高电导率聚苯胺的最佳条件,使用硝酸对活性炭进行改性,测定活性炭的沉降质量和活化指数并筛选出吸附性能最佳的改性活性炭,将最佳工艺条件下合成的聚苯胺与改性活性炭进行复合制备了聚苯胺/改性活性炭复合电极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学性能测试对复合电极材料的结构和性能进行表征和研究。结果表明:用质量分数3%的硝酸改性的活性炭掺杂聚苯胺,二者的相容性最好,且改性活性炭含量为25.5%(质量分数)时,制备的复合电极材料比电容最大,为282F/g,比纯聚苯胺的比容量(210F/g)增加了34.3%。电化学性能测试表明,聚苯胺/改性活性炭复合电极材料内阻小,阻抗高,电容性能优良。 展开更多

关键词 聚苯胺 改性活性炭 掺杂 复合电极材料

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活性炭/炭黑复合电极性能研究

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作者 许国成 王玮 +4 位作者 房晶瑞 鲍玉胜 梁亮 徐磊 杨彬 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A02期526-528,共3页

活性炭/炭黑复合电极通过水浴中破乳制得。采用循环伏安、恒流充放电等研究方法对复合电极的电化学性能进行研究。结果表明，在0．5mol/L的硫酸溶液中复合电极呈现良好的电化牵陛能。通过SEM、接触角的研究测定，可知复合电极与有机电... 活性炭/炭黑复合电极通过水浴中破乳制得。采用循环伏安、恒流充放电等研究方法对复合电极的电化学性能进行研究。结果表明，在0．5mol/L的硫酸溶液中复合电极呈现良好的电化牵陛能。通过SEM、接触角的研究测定，可知复合电极与有机电解液接触性能较好． 展开更多

关键词 活性炭 炭黑复合电极 循环伏安 电化学

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LiCoO_2/AC复合电极作为超级电容器的电极材料 被引量：5

15

作者 黄柏辉 杨萍 +1 位作者 张宝宏 石庆沫 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期560-562,共3页

为提高活性炭电极的容量,对活性炭进行掺杂LiCoO2处理,由此制备了复合电极。采用循环伏安、恒流充放电、循环寿命试验、漏电流性能测试等方法对掺杂LiCoO2的复合电极/活性炭混合电容器的性能进行了测试,结果表明掺杂LiCoO2后复合电极/... 为提高活性炭电极的容量,对活性炭进行掺杂LiCoO2处理,由此制备了复合电极。采用循环伏安、恒流充放电、循环寿命试验、漏电流性能测试等方法对掺杂LiCoO2的复合电极/活性炭混合电容器的性能进行了测试,结果表明掺杂LiCoO2后复合电极/活性炭混合电容器的性能大大提高,当复合电极中LiCoO2的质量分数为70%时,混合电容器的比容量达到最大值,在1.0mA/cm2时比容量达39.55F/g,比未掺杂的活性炭电容器提高50.7%,充放电效率有所提高,且混合电容器的电阻和漏电流较小(8.7mA),经1500次循环后电容量仍保持在83%以上,仍远高于活性炭电容器。 展开更多

关键词 超级电容器 活性炭 LICOO2 复合电极

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LiMn_2O_4/活性炭复合材料的电化学性能研究

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作者 薛云 陈野 张密林 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期586-588,591,共4页

制备了不同比例的活性炭复合LiMn_2O_4电极材料,研究其在1mol/L Li_2SO_4溶液中的电化学性能。循环伏安结果表明复合后电极材料的电容包含活性炭的双电层电容和LiMn_2O_4电化学反应的法拉第电容,复合后响应电流在0～0．6V范围内有所增加... 制备了不同比例的活性炭复合LiMn_2O_4电极材料,研究其在1mol/L Li_2SO_4溶液中的电化学性能。循环伏安结果表明复合后电极材料的电容包含活性炭的双电层电容和LiMn_2O_4电化学反应的法拉第电容,复合后响应电流在0～0．6V范围内有所增加,且含80%活性炭时响应电流达到最大;恒流充放电结果表明含80%活性炭时的放电曲线也基本呈直线,表现出较好的电容特性,仅复合了20%的LiMn_2O_4,其容量却增加了25%;交流阻抗结果表明含80%活性发的复合电极的溶液欧姆电阻仅为0．1Ω,呈现出更理想的电容行为。 展开更多

关键词 LIMN2O4 活性炭 超级电容器 复合材料

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