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基于有序结构镍钴双金属氧族化合物纳米阵列/碳泡沫复合材料的柔性不对称超级电容器 被引量:6
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作者 孙义民 易荣华 +1 位作者 段纪青 周爱军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期16001-16007,共7页
以碳化三聚氰胺泡沫为柔性基底,负载高度有序的镍钴双金属氧/硫/硒化物纳米棒阵列和氧化铋纳米片阵列,分别作为正负极构筑了一系列不对称柔性超级电容器。研究表明,镍钴硒化物电容性能明显优于氧化物和硫化物,所制备的不对称电容器在1 m... 以碳化三聚氰胺泡沫为柔性基底,负载高度有序的镍钴双金属氧/硫/硒化物纳米棒阵列和氧化铋纳米片阵列,分别作为正负极构筑了一系列不对称柔性超级电容器。研究表明,镍钴硒化物电容性能明显优于氧化物和硫化物,所制备的不对称电容器在1 mA/cm^(2)电流密度下面积电容可以达到620.9 mF/cm^(2),功率密度和能量密度分别为3.75 mW/cm^(3)和0.97 mWh/cm^(3),循环6000次电容保持率为91.2%,重复弯折200次后,仍保留88.6%的初始比电容。因此,基于镍钴硒化物和氧化铋的不对称超级电容器在高性能柔性储能器件领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 镍钴氧族化合物 氧化铋 纳米阵列 多孔碳泡沫 不对称超级电容器
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兼具高质量和高体积能量密度的水系全金属氧化物不对称超级电容器(英文)
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作者 荆鑫 张旭 +1 位作者 王玮 郎俊伟 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期332-343,共12页
超级电容器只有兼具高质量和高体积能量密度才能拥有更广泛的应用价值.本文采用具有纳米结构及高填充密度的RuO_2(纳米球,1.69 g·cm-3)和Co-Ni氧化物(纳米片,2.14 g·cm-3)分别作为负极和正极材料,成功地构筑了氧化物非对称超... 超级电容器只有兼具高质量和高体积能量密度才能拥有更广泛的应用价值.本文采用具有纳米结构及高填充密度的RuO_2(纳米球,1.69 g·cm-3)和Co-Ni氧化物(纳米片,2.14 g·cm-3)分别作为负极和正极材料,成功地构筑了氧化物非对称超级电容器.所得不对称超级电容器具有高电压窗口、高质量比容量(217.5 F·g-1)和高体积比容量(412.3 F·cm-3)、高质量能量密度(61.8 Wh·kg-1)和高体积能量密度(121Wh·L-1)的优良性能,在1.4 V的电压下以2 A·g-1的电流密度历经5000次循环后比容量保持率为87%. 展开更多
关键词 金属氧化物 Co-Ni氧化物纳片 RuO2纳米球 高质量和高体积能量密度 水系不对称超级电容器
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柔性钛箔上生长的自支撑TiO2@NiCo2S4阵列复合材料用作高性能非对称超级电容器电极(英文) 被引量:1
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作者 李寒 孙志鹏 贾殿赠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期187-195,共9页
近年来,随着可穿戴电子技术的出现,制作出质量轻、灵活性强的电子设备也越来越受到人们的重视,相应具有可穿戴功能的高电化学性能的储能设备也备受关注。其中,超级电容器具有循环寿命长、充放电速度快、功率密度高等优点,是一种很有前... 近年来,随着可穿戴电子技术的出现,制作出质量轻、灵活性强的电子设备也越来越受到人们的重视,相应具有可穿戴功能的高电化学性能的储能设备也备受关注。其中,超级电容器具有循环寿命长、充放电速度快、功率密度高等优点,是一种很有前途的储能设备。因此,柔性超级电容器的设计和生产被认为是满足先进柔性电子设备需求的最有前途的策略之一。鉴于电极材料是影响超级电容器的性能和生产成本的关键因素,因此开发高性能和低成本的电极材料是超级电容器研究的重要内容。在众多研究的电极材料中,双金属化合物因具有较高的理论比电容、较低的成本,对环境相对友好,耐碱腐蚀等优势而引起研究人员的广泛关注。其中,金属硫化物中硫钴镍是一种典型的双金属硫化物。硫钴镍具有理论容量高、电负性较低、电化学活性高、资源丰富易得、无毒、易制备等特点,因此被广泛用于超级电容器的电极材料。硫钴镍虽然具有较高的理论容量,但目前仍面临以下几个严重问题:(1)硫钴镍导电性差,实际电化学比容量低于理论容量;(2)硫钴镍在充放电过程中存在严重的体积膨胀,使得电容器结构被破坏进而造成电容器循环性能的快速衰减。目前的解决办法一般是通过将硫钴镍与各种碳材料、金属氧化物及导电聚合物复合,改善材料的结构、形貌和导电性,以此提高材料的电化学性能。硫钴镍与金属氧化物、硫钴镍与碳材料复合的电极材料在制成超级电容器的电极极片时需要添加导电剂和粘结剂,这不仅增加了电极的成本,而且也使制作环节变得复杂,更重要的是活性物质的外露面积也会因为粘结剂的使用而减小。现在许多研究将导电活性物质直接生长在集流体上形成自支撑结构,这种结构形式既简化了超级电容器电极的制作流程,又提高了电容器的电化学性能。本研究以Ti片为基底,采用分步水热法先在Ti片表面生长TiO2纳米带阵列,然后在其上包覆生长NiCo2S4纳米片,得到NiCo2S4纳米片包覆TiO2纳米带的核/壳阵列结构。将TiO2@NiCo2S4作为超级电容器无粘结剂和导电剂的电极。三电极测试结果表明:1 A·g-1时TiO2@NiCo2S4电极的比电容达到1 300 F·g-1。此外,将煤基多孔碳(CPC)作为负极,TiO2@NiCo2S4作为正极,组装成了TiO2@NiCo2S4//煤基多孔碳(CPC)不对称超级电容器(ASC)。电化学测试结果表明:TiO2@NiCo2S4//CPC不仅具有较高的能量密度和功率密度(在400 W·kg-1时为41.6 Wh·kg-1),而且具有良好的循环稳定性(在4 A·g-1下循环5 000次后,电容保持率大于80%)。这是由于采用多级阵列式结构的复合电极具有以下优势:(1)比表面积大,增大了活性物质和电解液的接触面积;(2)孔道丰富,减少了电解液离子迁移的距离;(3)避免了使用传统电极制作过程中导电剂和粘结剂,减少了生产成本、缩短了加工时间。这种交织的三维(3D)网络结构和柔性衬底的设计为获得高性能柔性衬底电极材料提供了新方法。 展开更多
关键词 NiCo2S4 TIO2 阵列结构 柔性衬底 自支撑电极 不对称超级电容器
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基于ZIF-8制备ZnCoS-CNT及其超级电容器性能研究 被引量:3
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作者 王俊 侯勇 +1 位作者 聂建华 钟晓娜 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2322-2329,共8页
本文通过原位生长法制备了ZIF-8/CNT复合材料,并通过离子交换法优化合成了钴掺杂的ZIF-8/CNT,以此为模板制备了ZnCoS/CNT复合材料。同时本文还利用Fe-MOF/CNT复合材料制备其衍生的Fe_(2)O_(3)/CNT复合材料。进一步组装的ZnCoS-CNT//Fe_(... 本文通过原位生长法制备了ZIF-8/CNT复合材料,并通过离子交换法优化合成了钴掺杂的ZIF-8/CNT,以此为模板制备了ZnCoS/CNT复合材料。同时本文还利用Fe-MOF/CNT复合材料制备其衍生的Fe_(2)O_(3)/CNT复合材料。进一步组装的ZnCoS-CNT//Fe_(2)O_(3)-CNT不对称型超级电容器,在功率密度为749.1 W·kg^(-1)时,达到46.3 Wh·kg^(-1)的高能量密度。在10 A·g^(-1)的电流密度下循环5000次充放电测试,仍保持了83.3%的容量。 展开更多
关键词 ZIF-8 双金属硫化物 不对称超级电容器 Fe_(2)O_(3)/CNT
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基于NiCo2O4纳米片电极的非对称混合电容器 被引量:4
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作者 佟永丽 戴美珍 +3 位作者 邢磊 刘恒岐 孙婉婷 武祥 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第7期25-30,共6页
在这项工作中,我们采用简单的水热方法在泡沫镍基底上生长了钴酸镍纳米片。结果表明,合成的NiCo2O4纳米片直接用作超级电容器电极,呈现出优异的电化学性能。在电流密度为1 m A·cm^-2时,其面积比电容达到1.26 C·cm^-2;经过1000... 在这项工作中,我们采用简单的水热方法在泡沫镍基底上生长了钴酸镍纳米片。结果表明,合成的NiCo2O4纳米片直接用作超级电容器电极,呈现出优异的电化学性能。在电流密度为1 m A·cm^-2时,其面积比电容达到1.26 C·cm^-2;经过10000次充放电循环后,其比电容仍能保持初始容量的97.6%。以NiCo2O4纳米片为正极,活性炭为负极组装的超级电容器在功率密度为1.56和4.5 W·cm^-3时,其能量密度分别达到0.14和0.09 Wh·cm^-3。经过10000次循环后,器件仍能保持初始比电容的95%。以上结果证明合成的钴酸镍纳米片电极在未来的储能器件中具有良好的电化学应用前景。 展开更多
关键词 NiCo2O4纳米片 电化学性能 不对称超级电容器 正极材料 循环稳定性
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