P掺杂Co_(9)S_(8)@VS_(2)纳米管阵列的制备及其水性锌离子混合超级电容器性能研究 被引量：2

1

作者 张浩 刘梦洁 +1 位作者 钱惠 张惠 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期3136-3145,共10页

近年来,二硫化钒(VS_(2))作为一种具有二维层状结构的高表面活性的过渡金属硫化物而广泛地应用在锌离子电池(ZIBs)正极材料中。然而,VS_(2)的生长堆叠问题和低能量密度严重阻碍了其在储能设备中的应用。通过在Co_(9)S_(8)纳米管阵列(NT... 近年来,二硫化钒(VS_(2))作为一种具有二维层状结构的高表面活性的过渡金属硫化物而广泛地应用在锌离子电池(ZIBs)正极材料中。然而,VS_(2)的生长堆叠问题和低能量密度严重阻碍了其在储能设备中的应用。通过在Co_(9)S_(8)纳米管阵列(NTAs)表面包覆生长P掺杂VS_(2)纳米片的方式构建一种具有核壳异质结构的Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs,从而有效地避免了大块VS_(2)纳米片的堆积生长,使得层状VS_(2)被分散包覆在纳米管的表面;而且P掺杂增强了Co_(9)S_(8)纳米管与VS_(2)纳米之间异质结的导电性,提升了其比容量,进而提高了能量密度。因此,得益于纳米核壳结构与P掺杂改性的协同作用,制备的Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs在作为电容型正极与电池型锌负极组装成新型的锌离子混合超级电容器(ZHSCs)后获得了优异的电化学储能性能。前驱液中的磷源加入量为30μL/35 mL,2 mol/L ZnSO_(4)水系电解质中,Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs(Co_(9)S_(8)@P-VS_(2)-30 NTAs)获得了一个高达6.72 F/cm^(2)的超高面积比电容(电流密度:2 mA/cm^(2)),远高于Co_(9)S_(8)@VS_(2) NTAs(2.98 F/cm^(2));在1.6 W/cm^(2)的功率密度下,其能量密度可以达到2.39 mWh/cm^(2);并且在1000个循环充放电后,其面积比容量仍能保持为初始比电容的74.26%,具有良好的循环稳定性。 展开更多

关键词 VS_(2) Co_(9)S_(8) P掺杂 过渡金属硫化物 核壳异质结构 锌离子混合超级电容器

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氮氧共掺杂多孔炭的制备及其锌离子混合超级电容器性能研究 被引量：2

2

作者 曹恩德 张苗苗 +2 位作者 刘海龙 谢瑞伦 田誉娇 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期544-553,共10页

本研究以价格低廉、来源广泛的煤沥青作为炭前驱体、尿素作为氮源和模板、氢氧化钠作为活化剂,通过结合模板法与化学活化法成功制备了具有纳米片状结构的氮氧共掺杂的多孔炭材料。多孔炭电极在0.05 A/g时最大比容量高达255.5 mA·h... 本研究以价格低廉、来源广泛的煤沥青作为炭前驱体、尿素作为氮源和模板、氢氧化钠作为活化剂,通过结合模板法与化学活化法成功制备了具有纳米片状结构的氮氧共掺杂的多孔炭材料。多孔炭电极在0.05 A/g时最大比容量高达255.5 mA·h/g,在电流密度为1 A/g时,放电比容量达到78 mA·h/g。经过12000次循环,容量保持率仍有72.4%,并且能量密度最高达到99.6 W·h/kg,展现出作为正极材料的巨大潜力。以煤沥青为原料制备的氮氧共掺杂多孔炭材料作为锌离子混合超级电容器的正极材料表现出了优异的电化学性能。 展开更多

关键词 锌离子混合超级电容器 煤沥青 多孔炭 氮氧共掺杂 电极材料

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高效锌离子混合电容器用煤基多孔炭电极材料

3

作者 丁雷 黄秀丽 +4 位作者 王璐璐 许茂东 任一鸣 霍朝飞 刘欢 《材料工程》 北大核心 2025年第7期212-220,共9页

基于我国“富煤、贫油、少气”资源现状,发展煤制多孔炭电极材料技术可加快煤炭清洁高效利用转型及“双碳”目标的实现。本研究以神木烟煤为碳源,KOH为活化剂,通过一步活化策略,制备了煤基多孔炭材料。结果表明:制备的煤基多孔炭具有发... 基于我国“富煤、贫油、少气”资源现状,发展煤制多孔炭电极材料技术可加快煤炭清洁高效利用转型及“双碳”目标的实现。本研究以神木烟煤为碳源,KOH为活化剂,通过一步活化策略,制备了煤基多孔炭材料。结果表明:制备的煤基多孔炭具有发达的分级孔道结构(比表面积为2094.5 m^(2)·g^(-1),孔容为0.96 cm^(3)·g^(-1)),丰富的石墨化微晶,N、O杂原子共掺杂及良好的亲水性。以制备的煤基多孔炭为正极,2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)水溶液为电解质,Zn箔为负极,组装的扣式锌离子混合电容器在0.1 A·g^(-1)电流密度下比容量高达178.7 mAh·g^(-1);当电流密度放大200倍至20 A·g^(-1)时,比容量仍维持89.2 mAh·g^(-1),展现了优异的倍率性能;最大能量密度和功率密度分别为142 Wh·kg^(-1)和16854.9 W·kg^(-1)。此外,以明胶@ZnSO_(4)为凝胶电解质构建的准固态锌离子混合电容器同样显示出卓越的电化学性能,并具有良好的柔韧性。 展开更多

关键词 煤炭 多孔炭 分级孔道结构 电化学 锌离子混合电容器

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锌离子混合电容器正极用稻壳/煤沥青基分级多孔碳

4

作者 彭国栋 朱傲阳 +2 位作者 朱怡全 李勇 何孝军 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期86-94,共9页

锌离子混合电容器(ZHCs)因其低成本、高安全性和长循环稳定性等众多优势而受到研究者越来越多的关注。然而,尽管ZHCs有这些优势,它的发展仍然处于早期阶段,面临一系列挑战,例如,电极枝晶的生长以及能量密度仍不尽人意。因此,开发合理匹... 锌离子混合电容器(ZHCs)因其低成本、高安全性和长循环稳定性等众多优势而受到研究者越来越多的关注。然而,尽管ZHCs有这些优势,它的发展仍然处于早期阶段,面临一系列挑战,例如,电极枝晶的生长以及能量密度仍不尽人意。因此,开发合理匹配的电极材料极为关键。多孔碳材料具有价格低廉、孔隙率高、性能稳定等优点,成为ZHCs潜在的正极材料之一。然而,传统的多孔碳材料低的电导率和不合适的孔径分布,限制了其在ZHCs中的应用。通过原料选取和结构设计有望解决上述问题。以稻壳和煤沥青为碳源,采用KCl、MgO双模板耦合K_(2)CO_(3)活化法制备了稻壳/煤沥青基分级多孔碳材料(HPC/RHC_(x))。制得的HPC/RHC_(6)具有互相连接的纳米囊状结构、较大的比表面积(1234 m^(2)/g)和层次孔结构。当作为ZHCs的正极材料时,HPC/RHC_(6)展现了优异的储锌性能,在0.1 A/g的电流密度下,HPC/RHC_(6)的比容量达125.3 mA·h/g、在115.4 W/kg的功率密度下,能量密度为92.4 W·h/kg,且在5 A/g的电流密度下经过10000次循环充放电后,容量保持率为99.9%,展现了优异的循环稳定性。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 正极材料 煤沥青 多孔碳 储锌性能

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生物质炭基锌离子混合电容器的性能

5

作者 马廷梅 何晓东 +2 位作者 杜强军 郝悦 马瑜晨 《印染》 北大核心 2025年第3期54-57,共4页

使用化学活化法(KOH)制备一种新型的核桃壳生物质炭基电极材料,并组装成水系锌离子混合电容器(Zn-HPC)。研究发现,KOH对核桃壳生物质多孔炭材料电化学性能有较大改善,所组装的核桃壳炭基水系锌离子混合电容器在10000圈的循环后仍具有71... 使用化学活化法(KOH)制备一种新型的核桃壳生物质炭基电极材料,并组装成水系锌离子混合电容器(Zn-HPC)。研究发现,KOH对核桃壳生物质多孔炭材料电化学性能有较大改善,所组装的核桃壳炭基水系锌离子混合电容器在10000圈的循环后仍具有71.3%的电容保持率和良好的循环稳定性,在未来的储能应用中具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 超级电容器 生物炭 核桃壳 KOH活化 锌离子

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锂离子电池/超级电容器混合储能系统能量管理方法综述 被引量：16

6

作者 宋元明 刘亚杰 +2 位作者 金光 周星 黄旭程 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期652-668,共17页

锂离子电池/超级电容器混合储能系统因其良好的性能、较低的成本和较强的通用性,已成为应用最为广泛的混合储能系统。能量管理技术是混合储能系统的核心技术之一,也是当前主要的研究热点。为了系统地对混合储能系统能量管理方法进行综述... 锂离子电池/超级电容器混合储能系统因其良好的性能、较低的成本和较强的通用性,已成为应用最为广泛的混合储能系统。能量管理技术是混合储能系统的核心技术之一,也是当前主要的研究热点。为了系统地对混合储能系统能量管理方法进行综述,本文首先对锂离子电池/超级电容器混合储能系统的拓扑结构、能量管理架构以及功率分配控制进行了介绍;而后,本文将现有的混合储能系统能量管理方法分为基于经验、基于优化、基于工况模式识别和基于机器学习5大类并进行了详细的对比分析,重点针对规律性工况与随机性工况讨论了各类能量管理方法的效能,并分析了各类方法的鲁棒性与计算复杂度;最后,本文对现有的能量管理方法进行了总结,并对该领域未来的研究方向和发展趋势进行了展望。综合分析表明,提高对随机性负载未来工况的预测精度、建立更加精准的混合储能系统模型并通过云端协同进一步提升能量管理方法的实时性将是未来混合储能系统能量管理研究的重点。 展开更多

关键词 混合储能系统 能量管理 功率分配 锂离子电池 超级电容器

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反应性模板制备ZnS/ZnO复合结构及其光催化和超级电容器性能

7

作者 刘红婷 杨贝娜 +3 位作者 刘顺强 张萍 陈建 解明江 《现代化工》 北大核心 2025年第8期191-198,208,共9页

开发了一种反应性模板方法用于制备ZnS/ZnO复合结构,以廉价的氧化镁为前体,通过水合反应和阳离子交换生成Zn(OH)2,再经阴离子交换制备不同ZnO与ZnS比例的复合结构。该复合结构呈纳米片状,元素分布均匀,具有优异的光催化还原CO_(2)性能,... 开发了一种反应性模板方法用于制备ZnS/ZnO复合结构,以廉价的氧化镁为前体,通过水合反应和阳离子交换生成Zn(OH)2,再经阴离子交换制备不同ZnO与ZnS比例的复合结构。该复合结构呈纳米片状,元素分布均匀,具有优异的光催化还原CO_(2)性能,最佳ZnS/ZnO比例为2∶1,还原产物为CH_(4)和CO。作为超级电容器电极,其硫化后比电容达342 F/g,能量密度达37.8 Wh/kg。此方法操作简单、环境友好,无需额外热源和碱源,可扩展至其他金属氧化物或硫化物纳米结构的制备。 展开更多

关键词 离子交换 氧化锌 硫化锌 二氧化碳 超级电容器

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聚乙烯醇基凝胶聚合物电解质的制备及在锌离子混合电容器中的应用

8

作者 左丹英 王静静 +2 位作者 杨赫 许静 张宏伟 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期157-163,共7页

锌离子混合电容器(ZIHC)兼有电池高能量密度和电容器高功率密度的特点,是下一代能源存储设备的有力竞争者,但电池型阴极-电容型阳极ZIHC的研究中使用的多为电解质溶液,容易泄漏而导致安全风险。针对这一问题,文中以纤维素、羟乙基纤维... 锌离子混合电容器(ZIHC)兼有电池高能量密度和电容器高功率密度的特点,是下一代能源存储设备的有力竞争者,但电池型阴极-电容型阳极ZIHC的研究中使用的多为电解质溶液,容易泄漏而导致安全风险。针对这一问题,文中以纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯醇为原料,通过冷冻-解冻和电解液吸收的方法,快速制备了具有蜂巢状的三维网络形貌的凝胶聚合物电解质(GPE)。优化的GPE不仅具有良好力学性能(拉伸强度0.24 MPa、断裂伸长率289%),而且表现出较高的离子电导率(58.5 mS/cm)。使用GPE、二氧化锰阴极和活性炭阳极组成的ZIHC,其比电容和能量密度分别为31.5 F/g和15.0 Wh/kg,2 A/g充放电循环1.5×104次后比电容保持率约80%,展示出GPE在ZIHC领域中潜在的应用价值。原料环保和方便快捷的制备方法为能量存储和柔性可穿戴电子领域应用的GPE研究提供了新的思路。 展开更多

关键词 聚乙烯醇 凝胶聚合物电解质 锌离子混合电容器

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混合超级电容器用锂离子电池材料的进展 被引量：6

9

作者 周邵云 李新海 +1 位作者 王志兴 郭华军 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期404-406,共3页

综述了锂离子电池正极材料(LiCoO2,LiMn2O4)、负极材料(石墨,Li4Ti5O12,TiO2)和电解质锂盐(LiPF6,LiBF4,LiClO4)用于混合超级电容器领域的研究进展。

关键词 混合超级电容器 锂离子电池 正极材料 负极材料 锂盐

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锂离子电池材料用于混合超级电容器研究进展 被引量：5

10

作者 张胜利 李小岗 +1 位作者 宋延华 王亚萍 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期318-320,共3页

混合超级电容器是介于超级电容器和化学电源之间的一种新型储能元件,它具备超级电容器的高功率密度和化学电源的高能量密度特性。综述了超级电容器的工作原理、优点及研究进展,着重介绍了锂离子电池材料在混合超级电容器中的应用。归纳... 混合超级电容器是介于超级电容器和化学电源之间的一种新型储能元件,它具备超级电容器的高功率密度和化学电源的高能量密度特性。综述了超级电容器的工作原理、优点及研究进展,着重介绍了锂离子电池材料在混合超级电容器中的应用。归纳了超级电容器应用领域,并指出使用中应注意的事项及发展方向。 展开更多

关键词 混合超级电容器 锂离子电池 正极材料 负极材料 电解质盐

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基于三维多孔活性炭构筑安全、高性能以及长循环寿命的锌离子混合电容器 被引量：7

11

作者 赵攀 杨兵军 +3 位作者 陈江涛 郎俊伟 张天芸 阎兴斌 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第2期150-156,共7页

可充电水系锌离子电池因成本低、环境友好等优点,已经成为目前电化学储能领域的研究热点之一。然而锌离子电池中高容量、长循环寿命的阴极材料的开发仍然是一大难题。为了解决这一问题,本文中通过直接利用锌片做阳极和集流体,采用高比... 可充电水系锌离子电池因成本低、环境友好等优点,已经成为目前电化学储能领域的研究热点之一。然而锌离子电池中高容量、长循环寿命的阴极材料的开发仍然是一大难题。为了解决这一问题,本文中通过直接利用锌片做阳极和集流体,采用高比表面积的三维多孔活性炭(3DAC)做阴极构筑了一种锌离子混合电容器(ZIHC)。该ZIHC器件表现出了优异的电化学性能,具有目前文献报道的ZIHC最高的213 mAh·g-1比容量,展示出164Wh·kg-1的高能量密度和9.3kW·kg-1的高功率密度以及优异的循环稳定性(10 A·g-1下循环20000圈之后,容量保持率为90%,库伦效率接近100%)。我们认为这种采用高比表、三维多孔活性炭(3DAC)做阴极构筑的安全、高性能以及长寿命的水系锌离子混合电容器将为下一代高性能储能器件的开发提供新的研究思路。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 三维多孔活性炭 能量密度 功率密度 长循环寿命

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离子液体在混合超级电容器中的应用进展 被引量：1

12

作者 张之逸 李曦 张超灿 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第6期1208-1216,共9页

混合超级电容器具有高比功率、高比能量等优点,是一种极具潜力的储能装置,但其常用的溶液电解质或有机电解质分别存在电化学窗口较窄和易燃的缺点,限制了其应用范围。离子液体具有不可燃性、宽电化学窗口等特点,成为混合超级电容器用电... 混合超级电容器具有高比功率、高比能量等优点,是一种极具潜力的储能装置,但其常用的溶液电解质或有机电解质分别存在电化学窗口较窄和易燃的缺点,限制了其应用范围。离子液体具有不可燃性、宽电化学窗口等特点,成为混合超级电容器用电解质的理想选择。本文回顾了近年来离子液体在混合超级电容器中的应用,介绍了离子液体单独作为电解质、混合电解质组分、固态电解质组分和电极组分在混合超级电容器中的应用,指出降低离子液体吸湿性与成本是未来应用于混合超级电容器方向上的研究重点。近年来由于对混合超级电容器与非对称超级电容器定义的理解出现偏差,造成了表述上的混乱,因此尝试对两者的概念进行了解释和区分。 展开更多

关键词 离子液体 混合超级电容器 非对称超级电容器

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锂离子电池/超级电容器混合系统的能量管理 被引量：1

13

作者 陈钰涵 朱文超 +1 位作者 杨扬 谢长君 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期511-515,共5页

为使锂离子电池与超级电容器合理地配合工作,提出基于逻辑门限的能量管理策略与改进的模糊控制的能量管理策略;再将两种管理策略复合,确定最终的能量管理策略。用Matlab/Simulink对以上3种能量管理策略进行仿真分析,设计的能量管理策略... 为使锂离子电池与超级电容器合理地配合工作,提出基于逻辑门限的能量管理策略与改进的模糊控制的能量管理策略;再将两种管理策略复合,确定最终的能量管理策略。用Matlab/Simulink对以上3种能量管理策略进行仿真分析,设计的能量管理策略可在系统能耗基本不变的基础上,发挥超级电容器的辅助作用,合理分配能量,降低电池损耗,延长电池的使用寿命。在城市道路循环(UDDS)和欧洲经济委员会(ECE)工况下,电池损耗相比于单一能源分别降低43.4%和46.3%。 展开更多

关键词 锂离子电池 超级电容器 混合动力 能量管理策略 模糊逻辑控制 仿真分析

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MXene基纳米材料在高性能水系锌离子混合电容器中的研究进展 被引量：4

14

作者 张明慧 徐文 +1 位作者 武丽莎 董琰峰 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期508-526,共19页

水系锌离子混合电容器(ZHCs)具有本征安全、低成本的优点,在大规模储能领域中具有广阔的应用前景。然而,传统的多孔炭正极具有不理想的孔结构,难以实现有效的锌离子的存储和扩散,此外锌箔负易遭受枝晶和副反应,因此传统ZHCs常表现出较... 水系锌离子混合电容器(ZHCs)具有本征安全、低成本的优点,在大规模储能领域中具有广阔的应用前景。然而,传统的多孔炭正极具有不理想的孔结构,难以实现有效的锌离子的存储和扩散,此外锌箔负易遭受枝晶和副反应,因此传统ZHCs常表现出较低的能量密度和较短的循环寿命,严重制约其实际应用。二维过渡金属碳/氮化物(MXene)具有高导电基体和丰富表面官能团,为构筑ZHCs用高容量正极和长循环锌负极提供了新机遇。本文系统总结了高性能ZHCs用MXene基纳米材料的最新进展,先简要介绍了ZHCs的基础知识如工作原理和关键电化学参数,随后详细阐述了高性能ZHCs用MXene基正极(纯MXene、插层MXene、掺杂MXene、MXene基杂化材料(MXene/金属硫化物、MXene/炭、MXene/聚合物))和负极的研究进展,最后简要讨论了MXene基纳米材料在下一代ZHCs应用中的挑战和展望。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 MXene 正极 负极

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烯碳材料用于锌离子混合电容器的研究进展 被引量：2

15

作者 周伊静 罗金荣 +2 位作者 邵妍妍 夏洲 邵元龙 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期918-935,共18页

随着可穿戴电子设备的出现,诸如锌离子混合电容器等绿色储能器件,因其具有安全性高、稳定性好、成本低、功率密度高、能量密度大的特点,从而受到了广泛的关注。对于锌离子混合电容器,烯碳材料(主要包括石墨烯和碳纳米管)由于其卓越的导... 随着可穿戴电子设备的出现,诸如锌离子混合电容器等绿色储能器件,因其具有安全性高、稳定性好、成本低、功率密度高、能量密度大的特点,从而受到了广泛的关注。对于锌离子混合电容器,烯碳材料(主要包括石墨烯和碳纳米管)由于其卓越的导电性和良好的机械稳定性,被认为是一种十分有前景的材料。在此,作者对用于锌离子混合电容器的烯碳基材料的改性策略进行了全面的综述,并对锌离子混合电容器的储能机理、锌阳极和电解液进行了简要总结。最后,还对锌离子混合电容器的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 烯碳材料 碳纳米管 石墨烯

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基于含锂电解液的高性能锌离子混合电容器

16

作者 邓晓阳 王孝广 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期493-499,共7页

以煤沥青衍生的多孔碳作为正极材料组装了高性能锌离子混合电容器。该碳正极材料的多级孔结构有利于电解液快速扩散,同时丰富的氮氧元素掺杂为锂离子和锌离子的化学吸脱附提供了反应位点,进而贡献了额外的赝电容容量。更重要的是,通过... 以煤沥青衍生的多孔碳作为正极材料组装了高性能锌离子混合电容器。该碳正极材料的多级孔结构有利于电解液快速扩散,同时丰富的氮氧元素掺杂为锂离子和锌离子的化学吸脱附提供了反应位点,进而贡献了额外的赝电容容量。更重要的是,通过添加硫酸锂优化电解液,改善了锌电极沉积和溶解过程的可逆性和稳定性,并加快了反应过程中的离子扩散速度,从而提升了器件的倍率性能和循环稳定性。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 多孔碳 电解液 锌负极

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水系锌离子电容器 被引量：4

17

作者 赵井文 李佳佳 +1 位作者 韩鹏献 崔光磊 《电化学》 CSCD 北大核心 2017年第5期581-585,共5页

本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系,以五氧化二钒(V_2O_5)为正极,具有高比表面积的活性炭(AC)为负极,以三氟甲基磺酸锌(Zn(TfO)_2)为电解质.X射线衍射(XRD)证明二价锌离子作为电荷载体,可以在五氧化二钒(V_2O_5)中进行... 本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系,以五氧化二钒(V_2O_5)为正极,具有高比表面积的活性炭(AC)为负极,以三氟甲基磺酸锌(Zn(TfO)_2)为电解质.X射线衍射(XRD)证明二价锌离子作为电荷载体,可以在五氧化二钒(V_2O_5)中进行可逆的嵌入与脱出.该锌离子电容器的电位窗口可达1.4 V,具有良好的倍率特性及循环稳定性.电流密度为1000 m A·g^(-1)时,电容器的比能量密度为4.5 Wh·kg^(-1)功率密度可达181 W·kg^(-1).本工作为发展新型基于多价离子电化学电容器提供了新思路和新方法. 展开更多

关键词 超级电容器 锌离子电容器 五氧化二钒 多价离子嵌脱 水系电解液

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碳基锌离子电容器正负极间距对其电化学性能的影响 被引量：1

18

作者 胡鹏云 张馨壬 +2 位作者 罗先游 黄红琳 陈永 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期200-206,281,共8页

本研究通过增加隔膜层数来增加正负极的间距以提高锌离子混合超级电容器(ZIC)的循环寿命,并计算出相应的枝晶生长速率。结果表明,四层隔膜的ZIC在1 A·g^(-1)的电流密度下,循环寿命可达20000圈,充放电时长达170 h,是单层隔膜的200... 本研究通过增加隔膜层数来增加正负极的间距以提高锌离子混合超级电容器(ZIC)的循环寿命,并计算出相应的枝晶生长速率。结果表明,四层隔膜的ZIC在1 A·g^(-1)的电流密度下,循环寿命可达20000圈,充放电时长达170 h,是单层隔膜的200倍。正负极间距会导致ZIC的比容量变化。当电流密度为0.1 A·g^(-1)时,单层隔膜,双层隔膜,三层隔膜,四层隔膜的比电容分别为262,230,218和207 F·g^(-1)。当电流密度为10 A·g^(-1)时,不同层数隔膜的比电容分别为90,75,68和42 F·g^(-1)。由于正负极间距的增加,延缓了锌枝晶生长刺穿隔膜的时间,从而大大提高了ZIC的循环寿命。 展开更多

关键词 锌离子混合电容器 隔膜 锌枝晶 比电容

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锌离子电容器正极材料研究进展 被引量：1

19

作者 王超君 王楠 +7 位作者 陈翔 王继贤 彭思侃 王晨 齐新 刘佳让 戴圣龙 燕绍九 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期51-59,共9页

作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材... 作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材料、碳纳米管正极材料、石墨烯正极材料和生物质碳正极材料等碳基正极材料的储锌能力,总结了MXene正极材料在锌离子电容器领域的研究进展,归纳了过渡金属氧化物正极材料的锌离子储存性能,指出开发高容量、耐高压、耐低温正极材料的必要性与紧迫性。 展开更多

关键词 锌离子电容器 超级电容器 正极材料 水系储能 发展趋势

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超级电容器能量密度的提升策略 被引量：13

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作者 郎俊伟 张旭 +1 位作者 王儒涛 阎兴斌 《电化学》 CSCD 北大核心 2017年第5期507-532,共26页

超级电容器具有优良的脉冲充放电性能和快速充放电性能,同时循环寿命长、工作温度范围宽、安全无污染,但能量密度较低.本文对超级电容器的工作原理、发展状况、缺陷所在和改进方法进行了简要介绍,以作者课题组在高比能超级电容器方面的... 超级电容器具有优良的脉冲充放电性能和快速充放电性能,同时循环寿命长、工作温度范围宽、安全无污染,但能量密度较低.本文对超级电容器的工作原理、发展状况、缺陷所在和改进方法进行了简要介绍,以作者课题组在高比能超级电容器方面的研究工作为主线,结合近几年的文献报道,重点阐述了超级电容器能量密度的提升策略.主要围绕以下3个方面开展了工作:1)通过将电极材料尺寸纳米化来提高传统电极材料的比容量或开发其他高比容量的电极材料;2)发展具有高电压窗口的离子液体电解液,或利用不同材料在不同电位区间的电容特性构筑不对称电容器,从而提高超级电容器的电压窗口;3)将超级电容器和锂离子电池进行"内部交叉"构筑兼具高能量密度和高功率密度的锂离子混合电容器.最后,对超级电容器的发展进行了展望. 展开更多

关键词 超级电容器 不对称电容器 锂离子混合电容器 能量密度 功率密度

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