超级电容器用炭材料的研究进展
炭材料在超级电容器中的应用研究
炭材料在超级电容器中的应用研究随着能源需求的不断增加，寻找一种足够高效和持久的能源储存方案变得愈发重要。
超级电容器因其高功率密度、长寿命、低内阻等特点一直备受关注。
然而，制造成本和能量密度限制了超级电容器的应用。
为了克服这些限制，许多研究人员开始探索使用新材料制造电极来提高超级电容器的能量密度。
其中，炭材料的应用已经成为了一种具有潜力的解决方案。
炭材料在超级电容器中的应用由来已久。
早在20世纪80年代，科学家们就开始探索炭材料在电极中的应用。
然而，此时的炭材料几乎都是天然炭，制备成本高昂，难以实现大规模应用。
随着科技的进步，特别是以石墨烯和碳纳米管为代表的二维炭材料的研究突破，炭材料在超级电容器中的应用再次受到关注。
二维炭材料在超级电容器中的应用较为广泛。
这些材料因其高比表面积，提供了更多的储能空间，因此被认为是提高电容器能量密度的潜在解决方案。
二维炭材料有许多种，如石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、石墨烯氧化物等，其中最为常见和热门的是石墨烯。
石墨烯的应用范围广泛。
石墨烯的特殊结构使其具有许多优异的性质，如高导电率、高电子迁移速率、高比表面积等。
更重要的是，石墨烯的化学稳定性很高，几乎不受腐蚀。
这些性质使石墨烯成为制造电容器电极的理想材料。
然而，炭材料仍然存在着一些限制。
制造石墨烯的成本还很高，生产过程很复杂；虽然石墨烯具有高导电率，但它的比电容容量（即储能密度）相对较低，需要在其他方面进行优化。
为了最大化石墨烯的能量密度，研究人员开发出了一些新的制备方法。
研究表明，用氮、硼等元素掺杂石墨烯，可以显著提高其储能密度。
此外，将石墨烯与纳米结构材料（如无定形碳、金属氧化物等）结合来制备超级电容器电极，也能大大提高电容器的储能性能。
总之，炭材料的应用是超级电容器技术研究领域的一个热门话题。
虽然炭材料还需要进一步的研究和实验来解决已知的问题，但它具有潜力成为电容器电极中最有前途的材料之一。
随着制备技术的不断完善和新的复合材料的发现，炭材料所带来的突破性进展将为未来能源存储方案的优化和发展提供新的可能。
2024年超级电容活性炭市场发展现状
2024年超级电容活性炭市场发展现状引言超级电容活性炭是一种重要的电化学材料，被广泛应用于超级电容器等领域。
本文旨在分析当前超级电容活性炭市场的发展现状，包括市场规模、市场竞争格局和未来发展趋势等方面。
市场规模目前，全球超级电容活性炭市场规模快速增长。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球超级电容活性炭市场规模达到XX亿美元，并预计未来几年将以XX%的复合年增长率继续增长。
市场竞争格局超级电容活性炭市场竞争激烈，主要厂商之间存在一定的市场份额争夺。
目前，全球超级电容活性炭市场的主要参与者包括公司A、公司B和公司C等。
这些公司在技术实力、产品质量和市场拓展能力方面存在一定差异。
•公司A: 具有先进的生产工艺和技术优势，其产品在市场上具有较高的知名度和市场份额。
•公司B: 专注于产品研发和创新，致力于提高产品性能和降低生产成本。
•公司C: 拥有优秀的市场销售团队和客户服务能力，在全球范围内建立了广泛的销售网络。
市场发展趋势技术创新超级电容活性炭市场的发展离不开技术创新的推动。
随着科学技术的进步，制备超级电容活性炭的新方法和新技术不断涌现。
例如，采用化学气相沉积法制备超级电容活性炭，可以显著提高其电化学性能和循环稳定性。
应用扩展目前，超级电容活性炭主要应用于超级电容器领域。
然而，随着新能源汽车和可再生能源等领域的快速发展，超级电容活性炭的应用将得到进一步拓展。
例如，超级电容活性炭可以用于储能系统、电动工具和智能电网等领域。
环保意识提高随着全球环保意识的提高，对绿色和可持续发展的需求不断增加，超级电容活性炭作为一种环保材料受到越来越多的关注。
超级电容活性炭的制备过程中不需要使用稀有金属等资源，可以减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
结论超级电容活性炭市场具有巨大的发展潜力，市场规模不断扩大。
随着技术创新的不断推进，市场竞争将进一步加剧。
同时，超级电容活性炭的应用领域也将得到扩展，市场前景广阔。
然而，市场参与者需要密切关注环境保护要求，加强产品质量和技术创新，以在竞争中占据有利地位。
基于碳材料的超级电容器电极材料的研究
基于碳材料的超级电容器电极材料的研究一、本文概述随着能源需求的日益增长和环境保护的迫切需求，高效、环保的能源存储技术已成为当今科研领域的热点之一。
超级电容器，作为一种新型的电化学储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命等优点，在电动汽车、移动通讯、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
而电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。
因此，研究和开发高性能的电极材料对于提高超级电容器的性能和应用领域具有重要意义。
本文旨在探讨基于碳材料的超级电容器电极材料的研究进展。
文章将概述超级电容器的基本原理、分类及其应用领域，进而介绍碳材料作为超级电容器电极材料的优势，包括其高导电性、高比表面积、良好的化学稳定性等。
随后，文章将重点综述近年来基于碳材料的超级电容器电极材料的研究进展，包括不同种类的碳材料（如活性炭、碳纳米管、石墨烯等）在超级电容器中的应用，以及通过结构设计、表面修饰等方法优化碳材料电化学性能的研究。
文章还将讨论当前研究面临的挑战以及未来的发展趋势，以期为基于碳材料的超级电容器电极材料的研究提供参考和借鉴。
二、碳材料概述碳材料，以其独特的物理和化学性质，已成为众多领域研究的热点。
作为构成生命的重要元素，碳在自然界中的存在形式多种多样，如石墨、金刚石等。
这些碳的同素异形体各有特色，如石墨具有优良的导电性和层状结构，金刚石则以其极高的硬度著称。
在材料科学领域，碳材料以其高比表面积、良好的化学稳定性、优良的导电性以及丰富的可调控性，被广泛应用于电极材料、催化剂载体、吸附材料等多个方面。
在超级电容器领域，碳材料作为电极材料具有显著优势。
碳材料具有高比表面积，能够提供更多的活性位点，有利于电荷的存储和释放。
碳材料具有良好的导电性，能够快速传递电子，保证超级电容器的快速充放电性能。
碳材料还具有良好的化学稳定性，能够在各种环境下保持稳定的性能。
碳材料在超级电容器中的应用主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
超级电容器活性炭电极材料研究取得新进展
碳素石 墨材料 ， 它将强度 、 灵活性
和轻质性完美融合 ， 具有优异导 电 导 热 性、 抗高 温 陛、 抗腐蚀性 、 机械 强度高等
特点 ， 被视为 当代新材料 的先导 。 凭借
石墨 与碳素起 家 ， 西格 里在欧 洲、 北美
和亚洲地 区构建 了近 ４ ８ 个生产基地 ， 形
与 阳离子 共轭 聚合 物 的荧光 共振 能量 转移 ， 该 技术有 望用 于结 肠癌 的筛 查和 鉴 别 诊断 。
于 阳离子 共轭 聚合 物 的新型 荧光 共振 能量转 移 技术 ， 分析 了结 肠癌 七种 相关 基 因的ＤＮＡ甲基化水 平。 通过逐步 判别分析和 累积检 测分析 ， 获得 了较高精确度 和 灵 敏 度 的结肠癌 检 测结 果与 鉴别诊 断 结果 。 结合 启 动子 甲基化 变化 的累 积分 析
秉 承“ 碳 素让 城 市 生 活更 美 好 ” 的 理 念， 西格 里集 团进 一 步展示 了其碳 材 料 知识 以及 这种高性 机 固体重点 实验室 的科研 人员在 共轭 聚合物设 计与生 物医药应 用领域 取得
系列 新进展 。
癌症 相 关基 因启 动子 上 甲基 化的变 化是癌 症早期诊 断 的一 种有 潜力 的生物 标记 。 相 比于单 甲基化变 化 ， 积累分 析多个 启动 子 甲基 化水平有 望提 高癌症检 测 的精确 度和 灵敏度 。 他 们与解放 军总 医院第 一附属 医 院的相 关人 员合作 ， 利用 基
超级 电容器 作为 ２ １ 世纪新 型能源 器件越来 越受到 人们 的重 视 。 目前 ， 商业化
化 的转染 剂脂质体 ２ ０ ｏ ０ （ １ ｉ ｐ ｏ ２ ｏ ０ ０ ） 和
聚 乙烯 亚 胺 （ Ｐ ＥＩ ） 相当， 可 用于 基 因 转染 的实 时跟踪与定 位。 最近， 研 究人 员在 美 国化 学会 期 刊 化 学 评论 发表 了综 述 文章 ， 重 点 介 绍 了近 ５ 年来 共轭 聚合 物在 荧光成 像， 疾病诊 断和治疗 领域的重要 进展 ， 并对 该领域 的未 来发展方 向以及存在 的挑 战与机遇进 行了展望 。 （ 中国科学
新型碳材料的研究及其应用
新型碳材料的研究及其应用碳是一种非常重要的元素，它在自然界中广泛存在，包括煤炭、石墨、钻石以及各种有机物。
在人类社会中，碳材料也有着非常广泛的应用，包括石墨电极、硅炭砖、活性炭、炭纤维等。
近年来，随着新型碳材料的不断研究与发展，碳材料也得到了更广泛的应用。
一、新型碳材料的研究进展随着科学技术的不断进步，新型碳材料的研究也越来越受到人们的关注。
其中，最为广泛研究的是碳纳米管、石墨烯、炭黑、碳纳米球等。
这些新型碳材料都具有不同的物化性质和特殊结构，能够应用于不同的领域。
1. 碳纳米管碳纳米管是由碳原子构成的一种管状结构，具有极高的强度和导电性能，同时具有很高的比表面积。
独特的特性使其被广泛地应用于电子器件、能源储存和生物学等领域。
由于碳纳米管的生产成本较高，因此其应用仍然受到一定的限制。
2. 石墨烯石墨烯是一种单层厚度为1原子层的碳纳米片，可以看做是从石墨精细剥离后得到的。
由于石墨烯的独特结构和电学性质，在领域中具有广泛的应用前景，包括电子器件、传感器、生物学等。
3. 炭黑炭黑是一种多孔的碳材料，在化妆品、橡胶、油漆等领域中有着重要的应用。
由于其特殊的结构和性质，炭黑具有很高的吸附能力和分散性，可以在许多领域中起到很好的应用效果。
4. 碳纳米球碳纳米球是一种球形的纳米碳材料，具有极高的比表面积和较高的力学性能。
由于其制备成本相对较低，因此在能源储存、催化剂、吸附剂等领域中被广泛地应用。
二、新型碳材料的应用前景新型碳材料具有很高的应用前景，主要表现在以下几个方面：1. 能源领域新型碳材料在能源领域中的应用具有很大的潜力。
碳纳米管和石墨烯可以用于制造高效的电极，并用于电池和超级电容器中。
碳纳米管还可以用于太阳能电池和光电器件中。
碳纳米球可以用于制造高效的锂离子电池电极材料。
2. 生物学领域新型碳材料也在生物学领域中崭露头角。
碳纳米管可以用于制造计量荧光显微镜和扫描隧道显微镜等生物学分析仪器。
碳纳米球可以用于制备生物官能团，具有在生物学中高效活性表达，高灵敏度的诊断和治疗中的应用潜力。
超级电容器的活性炭电极制备工艺研究
超级电容器的活性炭电极制备工艺研究随着电子技术的发展，电子设备的运行速度和处理能力不断提高。
同时，能源问题也成为了全球关注的焦点。
为了满足设备运行的电源需求，越来越多的研究人员开始关注新型电容器的研发。
超级电容器作为一种新型电容器，具有高功率密度、长寿命、快速充放电、环境友好等优点，因此备受研究者的关注。
超级电容器的核心部件是电极材料。
活性炭作为超级电容器电极材料的首选，因其表面积大、孔径分布广、导电性好等优点而备受青睐。
本文将探讨超级电容器的活性炭电极制备工艺研究。
一、活性炭电极的制备1.材料选择活性炭的选择要考虑两个因素。
首先，活性炭的表面积越大，其在电容器中的表现越好。
其次，选用适当的助剂，如氧化锆等，可以增加活性炭的导电性。
因此，在选择活性炭时需要综合考虑这两个因素。
2.炭化处理在活性炭制备的过程中，炭化处理是必须的。
炭化能够提高活性炭的比表面积、孔径分布和电导率等性能。
通常采用高温热解、氧化、碳化等方法对原料进行处理。
3.活化处理活化处理是活性炭电极制备不可或缺的一步，它能进一步增大活性炭的比表面积和孔径分布，使其电化学表现更优越。
活化处理分为物理活化和化学活化两种方法，物理活化主要是利用气体分子的物理吸附、凝聚和作用，而化学活化是利用碱性、酸性物质对活性炭表面进行化学反应，引入新的官能团。
二、影响活性炭电极表现的因素1.比表面积活性炭的比表面积越大，其在电容器中的表现越好。
为了增大活性炭的比表面积，我们可以采用物理活化、化学活化或多孔碳化处理等方法。
2.孔径分布孔径分布是另一个重要因素。
孔径分布对活性炭电极的电化学表现有很大的影响。
大孔径的材料能够存储更多的离子，而小孔径有助于离子的迁移和扩散。
因此，我们需要在活化处理中控制孔径分布。
3.导电性活性炭本身的导电性较差，因此需要使用助剂来提高其导电性。
常用的助剂是氧化锆、金属氧化物、单壁碳纳米管等。
助剂的添加量需要在保证良好的导电性的同时不减少活性炭的比表面积和孔径分布。
超级电容器碳材料的研究现状与发展
１超 级 电容 器 的原理
按储 能机理 ，超级 电容器一般分为双 电层电 容器和法拉第准 电容器 。双 电层 电容器建立在双
电层 理论 基 础 之上 ，其 电极 材料 为 比表 面积 很 大
无 论 基 于 何种 原理 ，超 级 电容 器 都 可 以分 为 四大 部 分 ： 电极 、 电解 质 、集 流 体 和 隔离 物 ，如
电容 器用 新 型 碳 材 料 的开 发 研 究进 行 有 关 阐 述 。
间 形 成 的 界面 双 电层 电容 来 储 存 能量 。法 拉第 准
电容 器 则基 于 法 拉 第 过程 ， 即在 法拉 第 电荷 转移 的 电化 学变 化 过 程 中产 生 。 不仅 发 生 在 电极 表 面 ， 而 且 可 以深 入 电极 内部 ， 因此 可 以获 得 比双 电层
电容器 更高 的 电容 量和 能量 密 度 。最 近 得 到大 力
发展 的 是兼 具 二 者优 势 的混 合超 级 电容器 。 目前 ， 又 发展 了 新 的 不对 称 超 级 电容 器 【，这 种 超 级 电 ２ Ｊ 容器 的 二个 电极材 料 不 一 样 ， 可 以更 好 地提 高 超
的活 性 炭 。 拉第 准 电容 器 根据 电极 材 料 的不 同， 法
可 分 为 金 属氧 化 物 和 导 电聚 合 物 两类 ，该 类 电容 器 主 要 利用 在 活 性 物 质表 面 及 体 相 界面 上 发 生 的 高 度 可 逆 的快 速 氧 化 还 原反 应 来 储存 能量 。双 电
ａｒ ｓ ｄｎ ｗ， ａ ｅｃ ｍｐａｒｄ． ｅｕ ｅ ｏ ｒ ｏ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｐ ｒ ａ ａ ｉ ｒ ｅｅ ｔ ｄ ｔ ｒａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ； ｌｃ ｒ ｅ ｍ ｅ ｉ ｌ ｏ ｏ ａ
生物炭改性及其应用研究进展
生物炭改性及其应用研究进展生物炭是一种经过高温热解制备的炭材料，其具有多孔结构和高比表面积。
随着环境污染和资源浪费的日益严重，研究人员开始将生物炭应用于不同领域，以解决现有问题。
本文将探讨生物炭改性及其在农业、环境治理和能源领域的应用研究进展。
一、生物炭改性研究进展1. 烷基化改性：研究人员通过将烷基化剂引入生物炭孔道中，对生物炭进行改性。
这种改性方式可以增加生物炭的亲水性、表面活性和催化活性，从而拓宽其应用领域。
2. 活化改性：通过将生物炭放入活化剂中，如碱金属氢氧化物或碳酸盐，可以增加生物炭的孔隙度和表面积，提高其催化和吸附性能。
3. 纳米材料改性：研究人员成功地将纳米材料引入生物炭结构中，如金属氧化物和碳纳米管。
这种改性方式可以增强生物炭的导电性、催化活性和光催化性能。
二、生物炭在农业领域的应用研究进展1. 土壤改良剂：生物炭在土壤中具有良好的保水性和保肥性，可以改善土壤结构、增加土壤肥力和提高土壤保水能力。
研究人员发现，将生物炭添加到土壤中可以有效改善酸性土壤，减少土壤侵蚀，并提高植物的生长和产量。
2. 有机肥料添加剂：生物炭可以用作种植有机肥料的添加剂，可以减少有机肥料的流失和挥发，增加有机肥料的有效利用率，从而减少农药和化肥的使用。
3. 植物生物助剂：研究人员发现，将生物炭应用于植物生长过程中可以提高植物的抗逆性和生长速度。
生物炭可以吸附和储存植物所需的营养物质，从而改善植物的生长环境。
三、生物炭在环境治理领域的应用研究进展1. 水体净化：生物炭具有良好的吸附性能，可以用于水体中的重金属、有机污染物和废水处理。
研究人员发现，生物炭可以吸附水体中的有害物质，并有效地净化水质，改善水体的生态环境。
2. 大气污染治理：研究人员将生物炭用作吸附剂，可以吸附大气中的二氧化硫、氮氧化物和有机气体等污染物，减少大气污染对人体健康的危害。
3. 土壤修复：生物炭可以吸附土壤中的有害物质，如重金属和有机污染物，从而修复受污染土壤。
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展*邢宝林,谌伦建,张传祥,黄光许,朱孔远(河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454003)摘要 活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用。
论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向。
关键词 活性炭 电极材料 超级电容器 电化学性能中图分类号:TQ424.1;T M 53 文献标识码:AResearch Progress of Activated Carbon Electrode Material for SupercapacitorXING Baolin,CHEN Lunjian,ZHAN G Chuanxiang,H U ANG Guangxu,ZHU Kongyuan(Institute of M ater ials Science and Eng ineering ,H enan Po ly technic U niver sity,Jiaozuo 454003)Abstract A ct ivated car bo n has been used w idely as the supercapacit or elect rode mat erial for its easy av ailabil-i ty,lo w cost,high specific sur face ar ea,excellent elect rical co nductivit y and chemical st abilit y.T he w orking pr inciple of super ca pacito r w ith activ ated carbon as electro de and effect of phy sicochemica l propert ies o f activated carbon on electro chemical perfor mance of supercapacit or ar e discussed,recent r esear ch adv ances and a pplicat ion pr ospect of act-i vated car bon electro de mater ial ar e highlighted.T he fo cus of fut ur e r esear ch such as search for new r aw materials and activat ion technolog y for activat ed carbon,ex plo ring an effectiv e method to contro l t he por e structur e and surface propert ies o f activat ed carbon and develo pment of activated car bo n co mpo site are also po inted o ut.Key words activated car bo n,electr ode mater ial,super capacito r,electro chemical per formance*河南理工大学学位论文创新基金资助(2009-D -01);河南理工大学博士基金资助(648216)邢宝林:男,1982年生,博士研究生,主要从事洁净煤技术及炭材料方面的研究 E -mail:baolinx ing @ 谌伦建:通讯作者,男,1959年生,博士,教授,博士生导师,主要从事矿产资源利用及炭材料方面的教学和研究工作 E -mail:lunjianc@0 引言超级电容器(Supercapacitor)又称电化学电容器(Elec -t rochem ical capacitor),是一种介于普通电容器与电池之间的新型储能元件,兼有普通电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点,且充电速度快,循环寿命长,对环境无污染,广泛应用于各种电子产品的备用电源及混合动力汽车的辅助电源[1,2]。
超级电容器的电极材料的研究进展
超级电容器的电极材料的研究进展一、本文概述随着科技的不断进步和新能源领域的飞速发展，超级电容器作为一种高效、快速储能器件，已逐渐引起科研工作者和工业界的广泛关注。
作为超级电容器的核心组件，电极材料的性能直接影响着超级电容器的电化学性能和实际应用效果。
研究和开发高性能的电极材料对于提升超级电容器的整体性能、推动其在新能源领域的应用具有十分重要的意义。
本文旨在对超级电容器的电极材料的研究进展进行全面的梳理和综述。
文章首先介绍了超级电容器的基本原理和电极材料在其中的作用，然后重点阐述了当前常用的电极材料类型，包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等，并分析了它们各自的优势和存在的问题。
接着，文章综述了近年来在电极材料研究方面取得的重要突破和进展，包括材料结构设计、复合材料的开发、表面改性等方面的研究。
文章对超级电容器电极材料的研究趋势和未来发展方向进行了展望，以期为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
二、超级电容器概述超级电容器（Supercapacitor），亦称为电化学电容器（Electrochemical Capacitor），是一种介于传统电容器和电池之间的储能器件。
其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及良好的环境适应性等特点，因此在能源储存和转换领域引起了广泛关注。
超级电容器的储能原理主要基于电极材料表面和近表面的快速、可逆的法拉第氧化还原反应或非法拉第的静电吸附过程。
相比于传统电容器，超级电容器能够提供更高的能量密度而相较于电池，它又具备更高的功率密度和更快的充放电速度。
这些独特的性能使得超级电容器在电动汽车、可再生能源系统、移动通讯、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
超级电容器的电极材料是其性能的决定性因素。
理想的电极材料应具备高比表面积、高电导率、良好的化学稳定性和环境友好性等特点。
目前，研究者们已经开发出多种类型的电极材料，包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等。
这些材料各有优势，但也存在一些问题，如比能量低、循环稳定性差等。
活性炭材料应用于超级电容器电极材料研究进展综述
活性炭材料应用于超级电容器电极材料研究进展综述
任双鑫;安承巾
【期刊名称】《新型工业化》
【年(卷),期】2022(12)9
【摘要】超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环稳定性好及使用温度范围宽等优点,已被广泛应用于电动汽车、轨道交通、新能源和激光武器等领域。
作为目前唯一被商业化的超级电容器的电极材料——活性炭,具有比表面积高、制造成本低及表面孔径可调等优势,因此本文介绍了活性炭的制备工艺——炭化和活化,并在此基础上详细阐述了生物质基活性炭和导电聚合物基活性炭目前在超级电容器中的应用,分别探讨了孔径结构和杂原子掺杂对活性炭电极材料电化学性能的影响,并对活性炭的未来发展进行了展望。
【总页数】5页(P186-189)
【作者】任双鑫;安承巾
【作者单位】延边大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.1
【相关文献】
1.超级电容器用活性炭电极材料的研究进展
2.应用于超级电容器电极材料的石墨烯复合材料研究进展
3.超级电容器用活性炭电极材料研究进展
4.石墨烯基电极材料应用于超级电容器的研究进展
5.生物质活性炭基超级电容器电极材料研究进展
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对超级电容器炭电极材料的研究
对超级电容器炭电极材料的研究摘要：一方面分析作为电极的炭材料存储能量的机理，另一方面描述了超级电容器在活性炭粉、活性炭纤维和炭气凝胶等材料方面的研究。
本文研究炭材料在物理结构和化学方面对超级电容器电化学性质功能的影响因素，以及对超级电容器在炭极材料方面的研究前景进行了简单的阐述。
关键词：超级电容器；炭材料；电极引言超级电容器是存在于传统电容器和充电电池之间的一类新颖的储能设备，其中的容量可以达到几千法拉。
与传统电容器和蓄电池相比，超级电容器具有使用寿命长、静电容量大、功率密度高、设备环保无污染等优势。
依据电能的储存和转化的原理不同，超级电容器分为双电层电容器、法拉第准电容器。
双电层电容器具有成本低、使用寿命长等优点，法拉第准电容器在比能量方面具有优势。
不难看出，炭电极材料是学术界和工业界公认的超级电容器电极材料。
1炭材料存储能量的原理以炭材料作为超级电容器的电极材料，其实就是双电层电容器，储存能量的过程就是经过界面双层储存的电荷得以实现的。
当施加的电压在电解质溶液分解电压之下时，电解质溶液中的正负离子会在施加电场的影响下急速移向两极，在正负两极的表面分别产生致密的双电层，与此同时，电荷就储存在电极与电解质溶液的界面中，不会产生移动的现象。
2 炭材料作为电极的分类在1957年，炭材料最早被用作超级电容器的电极材料。
随着研究和探索的不断进步和演化，当前作为超级电容器电极材料的炭材料有活性炭粉、活性炭纤维、炭气凝胶、炭纳米管、石墨烯这五个种类。
2.1活性炭粉活性炭粉在超级电容器电极材料中的应用范围是最广泛的，其工业生产和使用年代也是最久远的。
当前，一直用作生产活性炭粉的原料有植物体、矿物体、人造材料和工业废料四个方面组成。
在活性炭粉原料的选择上需要将生产成本、灰分含量、导电性能等方面的原因考虑进去，当前应用相对广泛的超级电容器活性炭原料大多数是椰壳、针状焦和纤维树脂等种类。
2.2活性炭纤维活性炭纤维是在活性炭粉的基础上研发的具有吸附能力强的炭电极材料。
2024年超级电容活性炭市场前景分析
2024年超级电容活性炭市场前景分析引言超级电容器是一种新型的储能设备，具有高能量密度、高功率密度、长寿命和快速充放电等优点。
而超级电容器的核心材料之一就是活性炭，它具有高电导率和大比表面积，能够有效提高超级电容器的性能。
本文将对超级电容活性炭市场的前景进行分析。
超级电容活性炭市场现状目前，超级电容活性炭市场正在快速发展。
活性炭是超级电容器的核心材料，对超级电容器性能的改善起着至关重要的作用。
随着全球对清洁能源和可再生能源的需求不断增加，以及对储能技术的需求日益旺盛，超级电容活性炭市场的需求也在不断扩大。
超级电容活性炭市场主要分为碘化炭和有机炭两个细分市场。
碘化炭是传统的超级电容活性炭材料，具有优异的导电性能和高比表面积，广泛应用于工业和军事领域。
而有机炭是一种新兴的超级电容活性炭材料，具有较好的可塑性和柔韧性，适用于电子消费品等领域。
超级电容活性炭市场前景市场规模预测根据市场研究报告显示，超级电容活性炭市场的规模在未来几年有望持续增长。
预计到2025年，全球超级电容活性炭市场的价值将达到XX亿美元，并呈现稳定增长的趋势。
这主要得益于新能源产业的快速发展和不断增长的储能需求。
技术进步和创新超级电容活性炭市场的发展还受到技术进步和创新的推动。
随着材料科学和储能技术的不断发展，新型的超级电容活性炭材料不断涌现，具有更高的电导率和更大的比表面积。
这将进一步提高超级电容器的性能，并拉动市场的发展。
新能源政策的支持全球各国纷纷出台多项支持清洁能源和可再生能源发展的政策，这也有助于推动超级电容活性炭市场的发展。
政府的支持和政策激励将进一步促进超级电容活性炭的应用，并推动市场的增长。
产业链协同发展超级电容活性炭市场的发展还需要整个产业链的协同发展。
超级电容器制造商、活性炭供应商和相关设备供应商等产业链的各个环节需要相互配合，共同推动市场的发展。
随着产业链的不断完善和协同发展，超级电容活性炭市场的前景将更加可期。
超级电容器炭电极材料的研究
超级电容器炭电极材料的研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长以及环境问题的日益严重，高效、环保的能源存储技术成为了科学研究的热点。
超级电容器作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其高功率密度、快速充放电性能以及长循环寿命等优点，在电动汽车、智能电网、便携式电子设备等领域具有广泛的应用前景。
炭电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。
因此，研究高性能的炭电极材料对于推动超级电容器技术的发展具有重要意义。
本文旨在探讨超级电容器炭电极材料的研究现状、发展趋势以及未来挑战。
我们将对超级电容器的基本原理和炭电极材料的分类进行简要介绍。
随后，重点分析不同类型炭电极材料的制备工艺、结构特征以及电化学性能，并对比其优缺点。
我们还将讨论炭电极材料在超级电容器应用中的实际问题，如循环稳定性、能量密度和功率密度等。
结合当前的研究热点和技术难点，展望超级电容器炭电极材料未来的发展方向，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。
二、超级电容器炭电极材料概述超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及宽广的工作温度范围等优点，受到了广泛的关注和研究。
而炭材料，因其优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性以及低廉的成本，成为了超级电容器电极材料的理想选择。
炭电极材料主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
活性炭是最早被用于超级电容器的炭材料，其具有高比表面积和良好的孔结构，可以提供大量的电荷存储位置。
碳纳米管因其独特的一维结构和优异的电子传输性能，成为了超级电容器电极材料的研究热点。
石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其超高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性，被认为是超级电容器炭电极材料的未来之星。
在超级电容器炭电极材料的研究中，如何提高其比表面积、优化孔结构、改善导电性能以及提高电化学稳定性是研究的重点。
通过物理或化学活化方法，可以增大活性炭的比表面积并改善其孔结构，从而提高其电荷存储能力。
生物炭的制备及其在超级电容器中的应用研究进展
生物炭的制备及其在超级电容器中的应用研究进展生物质热分解过程中产生的生物炭被国际生物炭组织定义为生物质碳化形成的固体材料。
生物炭的主要元素是碳，同时还含有氢、氧、灰分以及少量的氮和硫元素。
生物炭的元素组成依据所用生物质前驱体和碳化过程条件的差异而有所不同。
因此将对几种制备生物炭的不同碳化方法进行总结，对改性后的生物炭在超级电容器中的应用进行了综述。
标签：生物炭；制备；超级电容器；研究进展1 前言在各种新开发的能源技术中，电能储存系统正广泛应用于电子和电动汽车以及可再生能源的储存。
超级电容器，锂离子电池和燃料电池等电化学储能装置展现出巨大的潜力。
而电化学储能装置的性能主要取决于电极材料，因此，开发高性能电极材料具有特别重要的意义。
碳材料是电化学储能装置中使用的传统材料，随着新型碳材料（如富勒烯，石墨烯，碳纳米管）的发现和纳米技术的迅速发展，碳基功能材料在储能领域引起了极大兴趣。
然而，富勒烯，石墨烯和碳纳米管等高质量的碳材料难以合成，并且对于大规模生产来说太昂贵。
因此，探索高效，环保的制备具有可持续性和低成本前驱体的高性能碳材料是至关重要的。
源于生命物质的有机物或者是从前述原料获得的无机物与有机物的复合物统称为生物质。
生物质不但包括像植物和动物这样的生命有机体，而且动物粪便、污泥以及废木料等都可归属于生物质的范畴。
本文将先介绍生物炭的常用制备方法，然后介绍生物炭材料在超级电容器中的应用。
2 生物炭的制备生物炭是“在氧气有限的环境中从生物质热化学转化获得的固体物质”。
常规工艺包含热解（缓慢或快速），气化和水热碳化，所有的热转换都是在限氧条件下进行的，以避免生物质剧烈氧化。
2.1 热解热解是在300-900℃，无氧条件下对有机材料进行的热分解过程。
在热分解过程中，组成生物质的半纤维素和木质素等会经历一系列的反应，包括交联反应、解聚反应、裂解反应等，产生固、液、气等不同的产物。
固体主要是生物炭，液体是生物油，气体是含有CO、CO2、H2、C1-C2烃的混合物。
超级电容器用玉米芯基活性炭材料的制备和性能研究
超级电容器用玉米芯基活性炭材料的制备和性能研究超级电容器作为一种高性能储能设备，已经引起了广泛的关注。
然而，传统的电容器材料如钨酸盐等存在成本高、容量低等缺点，因此寻求一种新的更高效的储能器材料尤为重要。
玉米芯基活性炭作为一种新型的兼具低成本、高比表面积和好的导电性质的材料，近年来被提出作为超级电容器电极材料的备选方案之一。
首先，制备过程中，玉米芯的取得、洗涤和磨碎是制备活性炭的基础步骤，然后在特定条件下煅烧以获得高纯度的活性炭。
煅烧的条件主要包括温度、时间、升温速度等因素，通常在氨气气氛下煅烧，在煅烧前先磷酸灌注，能够显著提高活性炭的比表面积。
其次，对于超级电容器的性能测试，常用的电化学测量方法包括循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）和电化学阻抗谱法（EIS）。
实验结果表明，制备出的玉米芯基活性炭电极材料在1 M H2SO4溶液中，其比电容可以达到约150 F/g，比表面积高达2460 m2/g，优于其他常见的活性炭材料。
此外，该电极材料还具有良好的电化学反应动力学性能，和优秀的充放电循环稳定性。
最后，玉米芯基活性炭材料的研究为超级电容器的发展提供了一种新的路径。
以玉米芯为原料的活性炭不仅便宜，而且环保，同时其纳米级的孔隙结构也有利于电极材料高效储能。
未来在玉米芯基活性炭材料的应用研究中，研究者们应该更加注重其制备工艺的优化，以提高电极材料的能量密度和功率密度，进而提升超级电容器的整体性能。
总之，玉米芯基活性炭材料的制备和性能研究为电极材料的设计和开发提供了一种新的思路和方法，其优异的性能表现可能会促进超级电容器行业的研究发展并促进相关技术的商业应用。
此外，玉米芯基活性炭材料的制备方法简单、成本低廉，具有很好的可持续性和环境友好性。
相比较于传统材料制备方法，玉米芯的获取和处理过程不会对环境造成过大的影响。
此外，玉米芯在农业生产中也是一种很常见的副产品，其利用也符合资源的综合利用原则，具有较好的社会效益。
新型纳米炭材料的研究与应用
新型纳米炭材料的研究与应用随着科学技术的不断发展，各种新型材料层出不穷，其中纳米材料备受关注。
纳米材料具有很多独特性质，例如尺寸效应、表面效应和量子限制效应等。
新型纳米炭材料是近年来备受科学家们研究的一种重要材料。
本文将从新型纳米炭材料的概念、研究现状和应用前景三个方面进行探讨。
一、新型纳米炭材料的概念新型纳米炭材料是指由纳米尺寸碳材料构成的一种新型材料。
它包括纳米炭纤维、多孔炭材料、纳米金刚石等多种形式。
新型纳米炭材料具有导电性、导热性、机械强度高、分子吸附性能好、化学稳定性高等独特性质。
它们的材料结构比传统的碳材料更加复杂，具有更高的表面积和更多的活性位点，因此在电化学、催化、分离、吸附、储能等方面具有广泛的应用前景。
二、新型纳米炭材料的研究现状1. 纳米炭纤维的研究纳米炭纤维是一种由纳米尺度的碳纤维组成的材料。
它具有高比表面积、机械强度高、导电性好和化学稳定性高等特点。
近年来，科学家们研究了纳米炭纤维的制备方法和应用。
目前，纳米炭纤维主要应用于电化学储能领域，例如超级电容器、锂离子电池、燃料电池等方面。
同时，纳米炭纤维还可以用于催化、分离和吸附等方面。
2. 多孔炭材料的研究多孔炭材料是一种由粉末炭、活性炭等制备而成具有多孔结构的材料。
它具有高比表面积、良好的吸附性能和高温稳定性等特点。
多孔炭材料的制备方法有很多种，例如气相渗透法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法等。
多孔炭材料可以用于催化、分离、吸附、储能、传统能源替代等方面。
例如，多孔炭材料可以用于制备高效催化剂、制备高效吸附材料等。
3. 纳米金刚石的研究纳米金刚石是指具有纳米尺度结构的金刚石材料。
它具有高硬度、高强度、高导热性、高耐磨性等特点。
科学家们研究了纳米金刚石的制备和应用。
目前，纳米金刚石主要应用于磨料、润滑、生物医学等领域。
例如，纳米金刚石可以用于制备高性能润滑油、生物传感器等。
三、新型纳米炭材料的应用前景新型纳米炭材料具有广泛的应用前景。
碳基材料在能源存储中的研究进展
碳基材料在能源存储中的研究进展能源存储是当今社会面临的一个重要挑战，随着可再生能源的快速发展和电子设备的广泛应用，对于高效、稳定、可持续的能源存储技术的需求日益迫切。
在众多的能源存储材料中，碳基材料因其独特的物理和化学性质，成为了研究的热点之一。
碳基材料具有许多优异的特性，使其在能源存储领域表现出色。
首先，碳材料的化学稳定性高，能够在各种恶劣的环境下保持结构和性能的稳定。
其次，碳的导电性良好，有利于电子的传输，从而提高能源存储设备的充放电效率。
此外，碳基材料具有丰富的孔隙结构，可以提供大量的存储空间，增加储能容量。
在能源存储领域，常见的碳基材料包括活性炭、石墨烯、碳纳米管和碳纤维等。
活性炭是一种具有高比表面积和丰富孔隙结构的碳材料，常用于超级电容器的电极材料。
其孔隙结构可以有效地存储电荷，实现快速的充放电过程。
然而，活性炭的导电性相对较弱，限制了其在高功率应用中的性能。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有极高的比表面积和优异的导电性。
这使得石墨烯在超级电容器和锂离子电池中都有潜在的应用价值。
研究人员通过将石墨烯与其他材料复合，如金属氧化物、聚合物等，可以改善其储能性能。
例如，石墨烯与二氧化锰复合可以显著提高超级电容器的比电容。
碳纳米管是一种管状的碳材料，具有良好的导电性和机械强度。
在锂离子电池中，碳纳米管可以作为导电添加剂，提高电极的导电性，从而改善电池的性能。
此外，碳纳米管还可以用于构建三维电极结构，增加电极与电解液的接触面积，提高锂离子的传输速率。
碳纤维则具有高强度和高模量的特点，在锂离子电池的电极中可以起到支撑和增强结构稳定性的作用。
同时，碳纤维的导电性也有助于提高电池的性能。
近年来，对于碳基材料的研究不断取得新的进展。
一方面，研究人员致力于优化碳基材料的制备工艺，以获得更高性能的材料。
例如，通过控制反应条件和原料，制备出具有特定孔隙结构和形貌的碳材料。
另一方面，通过对碳基材料进行表面改性和掺杂，可以改善其表面化学性质和电子结构，从而提高储能性能。
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作者简介:袁定胜(1970-),男,湖南人,暨南大学化学系副教授,硕士生导师,研究方向:电化学,本文联系人;胡向春(1983-),女,湖南人,暨南大学化学系硕士生,研究方向:材料电化学;刘应亮(1960-),男,湖南人,暨南大学化学系教授,研究方向:纳米材料;杨创涛(1986-),男,广东人,暨南大学化学系本科生,研究方向:炭材料。
基金项目:广东省科技计划重大专项(2005A1100101),广东省自然科学基金(04300695)超级电容器用炭材料的研究进展袁定胜,胡向春,刘应亮,杨创涛(暨南大学化学系,广东广州510632)摘要:综述了活性炭(AC )、活性炭纤维(ACF )、炭气凝胶、碳纳米管(CN Ts )和模板炭等5种用于超级电容器的炭材料的性能和不足,展望了炭材料应用于超级电容器的发展方向。
关键词:炭材料; 超级电容器; 赝电容器; 双电层电容器中图分类号:TM532 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2007)06-0466-03R esearch progress in carbon materials for supercapacitorsYUAN Ding 2sheng ,HU Xiang 2chun ,L IU Y ing 2liang ,YAN G Chuang 2tao(Depart ment of Chemist ry ,Jinan U niversity ,Guangz hou ,Guangdong 510632,China )Abstract :The performance and shortcomings of five kinds of carbon materials such as activated carbon (AC ),activated carbonfiber (ACF ),carbon aerogel ,carbon nanotubes (CN Ts )and template carbon for supercapacitor were summarized 1The development trends of carbon materials applied in supercapacitor were prospected 1K ey w ords :carbon material ; supercapacitor ; pesudocapacitor ; electric double layer capacitor (EDLC ) 超级电容器也被称为电化学电容器,是一种介于蓄电池和传统静电电容器之间的储能装置。
它具有比能量高、比功率高及循环寿命长等特点[1],广泛用于微机的备用电源、太阳能充电器、报警装置、家用电器、照相机闪光灯和电动汽车等领域,尤其是在电动汽车领域,已引起广泛重视[2]。
超级电容器按储能机理不同,可分为赝电容器、双电层电容器及混合电容器等[3]3类;电极材料亦可分为炭材料、金属氧化物(如RuO 2)和导电聚合物[如聚吡啶(PPy )、聚丙烯腈(PAN )]等3大类。
金属氧化物与导电聚合物产生的主要是赝电容,而炭材料主要形成双电层电容。
将3类电极材料中的两种复合起来形成混合电容,已成为目前的一种研究趋势。
本文作者综述了超级电容器用炭材料的研究进展。
1 用于超级电容器的炭材料碳是最早被用于制作超级电容器的电极材料。
炭材料是目前研究和应用得很广泛的超级电容器电极材料。
炭材料的比表面积是决定电容器电容的重要因素。
从理论上讲,比表面积越大,电容也越大;但实验发现,实际测得的比电容与比表面积并不呈线性关系。
这是因为比表面积越大,微孔含量越高,而微孔不利于电解液的浸润,进而不利于双电层的形成。
孔径也是影响双电层的重要因素之一;此外,炭材料的表面性能(官能团)、电导率和表观密度等对电容器的性能也有影响。
用于超级电容器的炭材料目前主要集中于活性炭(AC )、活性炭纤维(ACF )、炭气凝胶、碳纳米管(CN Ts )和模板炭等。
2 炭材料用于超级电容器的电化学性质211 活性炭(AC )活性炭有很高的比表面积(1000～3000m 2/g ),高的孔隙率,生产工艺简单且价格低廉,一直受到人们的青睐,是目前已经商品化的电极材料之一。
制备AC 的原料丰富,如石油焦、沥青焦、煤、沥青、木质素及果壳等。
不同原料的生产工艺也略有差别,但都是经调制后进行炭化、活化。
活化的方法有物理活化和化学活化两种。
物理活化主要是在水蒸气、CO 2和空气的存在下,于700～1000℃进行热处理。
这些氧化性气氛的存在,能极大地增加材料的比表面积和第37卷 第6期2007年 12月电 池BA TTER Y BIMON THL Y Vol 137,No 16Dec 1,2007多孔性,从而增大材料的比电容。
化学活化是利用某些酸(如HNO3)或碱(如KOH)进行化学腐蚀,以增加材料的比表面积和表面官能团,或用表面活性剂(如油酸钠)对材料进行化学改性,以提高电解液在材料中的浸润性,从而提高比电容。
化学活化和改性比物理活化应用得更普遍。
海永强等[4]和W1M1Qiao等[5]分别用KOH对AC进行活化,均取得了良好的效果,材料的比表面积达2000～3000m2/g,比电容也有所提高。
B1Fang等[6]用油酸钠在室温下对AC进行化学改性,通过在有机电解液Et4NBF42PC中测定电化学性能,发现表面改性提高了有机电解液在材料中的浸润性,降低了电解液传输过程中引起的阻抗,提高了AC的导电性和比电容。
除了采用各种方法活化外,利用贵金属氧化物或金属化合物等对AC进行表面修饰,利用氧化物2AC复合材料制成电极增加赝电容,也可以提高比电容。
W1C1Chen等[7]用改性溶胶2凝胶的方法制得了RuO2/AC复合材料(含10%的RuO2),在200℃下活化2h后,在011mol/L H2SO4溶液中,以25mV/s的扫描速度测得比电容达11117F/g。
AC的比表面积高,但存在着大量微孔,利用率不高。
开发高中孔率的AC是目前的研究重点。
212 活性炭纤维(ACF)ACF是一种性能优于的材料。
目前开发的ACF种类有很多,如活性炭纤维束、活性炭纤维须、活性炭纤维垫、活性炭纤维毡、活性炭纤维布和活性炭纤维线等[8]。
高比表面积的活性炭纤维布是已商品化的电极材料之一。
ACF的制备,一般是将有机前驱体纤维在低温(200～400℃)下进行稳定化处理,再进行炭化活化(700～1000℃)。
ACF具有比表面积高、孔径分布窄、导电性好及比电容高的特点。
C1K im[9]采用电纺的方法,制得了含有250nm超细ACF的纤维网。
这种纤维网经体积比30%的水蒸气活化后,比表面积达1220m2/g,在30%KOH中的比电容达125～178F/ g。
X1Y1Tao等[10]用金属催化剂合成了一种结构独特的多分支纳米ACF。
该纳米ACF在6mol/L KOH溶液中的比电容高达297F/g,是具有潜在应用价值的超级电容器电极材料。
对ACF进行等离子改性处理[11],也能使表面的官能团增加,增加赝电容效应,从而提高比电容。
ACF的比表面积大、导电性好,活化后的比电容高,但表观密度通常较低,因此,电容密度较低,还有待进一步改善性能。
213 炭气凝胶炭气凝胶是一种轻质、纳米级且具有多孔性的非晶炭素材料,孔隙率高达80%～98%,典型孔隙尺寸<50nm,比表面积为600～1000m2/g,导电性比AC要高1～2个数量级,是一种有应用前景的电极材料[12]。
炭气凝胶一般是通过有机气凝胶高温分解制得的,可由间苯二酚与甲醛聚合缩合,再通过溶胶2凝胶过程,最后高温分解制备。
控制溶胶2凝胶过程的条件,可调节炭气凝胶的表观密度、孔隙尺寸和孔形状等一些性质[13]。
炭气凝胶虽然性能优良,但制备时需要的超临界干燥过程时间长、设备昂贵且复杂。
S1W1Hwang等[14]初步探讨了用丙酮交换/控制蒸发来代替传统的超临界干燥过程,制得了在6mol/L H2SO4溶液中比电容达220F/g的炭气凝胶。
对炭气凝胶进行热处理活化时,由于在活化过程中产生了大量孔径小的微孔,阻碍了电解液的浸润与传输,比电容得不到提高,为此,Y1Z1Wei等[15]将制得的炭气凝胶在CO2气氛下用油酸钠进行改性,增加表面的非极性有机官能团,提高有机电解液在其中的浸润性,使炭气凝胶在有机电解液中的比电容、比能量和比功率提高。
炭气凝胶干燥使用的设备昂贵,一直难以实现规模化生产。
各国研究者试图采用其他廉价原料和干燥方法代替超临界干燥,以降低成本、缩短生产周期,虽取得了一定的成功,但是产品性能与超临界干燥得到的炭气凝胶还有一定的差距,还有待进一步的研究。
214 碳纳米管(CN Ts)CN Ts具有高比表面积、合适的孔结构和高导电性,被认为是电化学电容器(ECs)的理想电极材料。
未经活化的CN Ts用作电极,封闭的CN Ts孔道得不到充分的利用,因此比电容较低。
用KOH、浓HNO3等活化剂对CN Ts进行活化处理,可打通封闭的孔道,增加表面官能团的含量,提高内腔利用率。
江奇等[16]用KOH对CN Ts进行活化,得到了两端开口、长度较短且管壁粗糙的活性CN Ts。
与活化前相比,比表面积由19411m2/g增大到51015m2/g,在有机电解液中的比电容也得到了提高。
J1S1Y e等[17]采用更简便的方法来提高CN Ts的比电容,在012mol/L HNO3溶液中对CN Ts进行电化学氧化,结果比电容提高了11倍。
CN Ts有许多优点,但仅用CN Ts作ECs的电极材料时,性能还不是很好,如可逆比电容不很高、充放电效率低、自放电现象严重和易团聚等,加之成本较高,不能很好地满足实际需要[18]。
有关CN Ts的研究多限于基础理论。
为了提高电容器的性能,充分利用CN Ts的双电层电容原理和赝电容原理存储电荷,需要对CN Ts进行修饰,这就出现了复合CN Ts的电极材料。
复合电极材料分为两大类:CN Ts与金属氧化物复合和CN Ts与导电聚合物复合。
王晓峰等[19]制得的超细RuO2/ CN Ts电极复合材料表现出了良好的高功率放电特性,在1mol/L H2SO4溶液中的比电容达860F/g。
RuO2赝电容效应良好,但价格较高,大量应用受到限制。
G1X1Wang等[20]用MnO2代替RuO2制得MnO2/CN Ts复合电极材料,作为负极,与CN Ts正极组成不对称杂化电容器。
这种不对称杂化电极比对称电极的电化学性能更好,比能量达到32191Wh/kg,比电容分别是MnO2/CN Ts电极和单纯CN Ts电极的113倍和314倍。