超级电容器材料
超级容电材器料
来看几先图
幅
1.1 何为超
级容电
器统 传电 器容
S
V级超电 容器
高
能量密 度功率高密度长循 寿命
环电池
• 超
电级器 (S容purecapaictos)r它兼有静电,电器和容池电性,特提能 供静电电容比更高器能量的密,比电度更池的功率密度高更和长的环 寿循命。
普电源(包括通燃电池)
•料 • ••• • 寿短命 温度特差性 化学池污染环电 境统系复 造杂价昂 等高
超级电器?
容 •充速度电快,电 1充 秒 01~0分 钟达可其额定到量容 的59% 以上 •循 环用寿使命,长度深放电循充环用次数使可达1~ 05万次 能量转•效率换高,过损程小失大电流,量能环效循率 ≥9 % • 0率功密度高,达可 300/KWG5~000/KGW,相 于当池电的5~1 倍0• 超温低性好,特可作于工氏摄零 30 ℃下 的境中环
双
层
1电.3超 电容级器的类分双电层电
器容 其,电容 产生的主要于基电极电解/ 液上荷电分所产离的双生 层电容,电如 电极电容器 碳法第拉
拉第法电准容,器其电 的容产是 电生表极面或体中相的二维准或维二 空间上,电 活性质物进行电位沉欠积, 发生度的高化学吸附或氧脱 还化原反,应产生与 极充电电位有 关的电容电 如金,氧属物电化电极容器和导电聚合物 电电容器极
混合容电
.3 超1电级器容分类
的混合电器容半个由形双层电成容碳的极电与个导电半聚合或物其 无机化他合的物面表应反或电嵌极反应入电极等构成 ,一极采用统的传池电电并极过通化电反应学储存来和转化能量, 另极则一过双通层电储来能存量。水溶在液解质体电中系,已有碳/氧 化镍混合电器产品容同,时正在发展机电解有体系质的 碳/(碳锂子离入嵌应反材料)碳。 聚合等介物质
陶瓷
质材料
介有无机机合
复瓷介质陶料材
1
5 .级超容电器组的
成集流体电 极 解质电隔 膜
电极材
料影是响级电超容器性和生能成产的最本键因关之素一
。
1. 5超级容电器的组成
碳材料 素金氧化属物导 聚电物 合。。。。
.1 碳2料材
素碳材料 原 种理 优点类缺点 研究 热 EDLC点活 性(A炭C);活性纤炭(CF维)A;碳纳管米 C(TNs)炭;气胶凝(ACGs;)石墨 原料等丰价富低廉;格比面表大导;电性好化;学稳定性高 比电容相对较小 能;密量不高 活化度活性炭(理物化学)/碳;料的材散分高度有 序碳纳的管阵米列修;饰墨石;烯合复材料如:CNT 与金氧属化、导物电聚合物、墨石的复合 烯材料
2
. 碳1材
料M
ltiwaulle dCrboanN aonubes (MWCNtsT)多壁 碳米纳管 Hummes法r离剥 Cu rev drGapenhe Naoshenet sCGN )弯(石曲墨纳烯米片
Wag, nuHawen,n te a. l"utCtig and unznppini mgluitwallde crbao nanntubesoin tocu vr
ed rgphaenen noaheets sandt eirhenha cends uercppacaitro preofrmnace."A CSap pied latemrila s &inetracefs .42 (1202): 1628-76834
.2
. 2渡金属过
属金化物氧材 原理 种类料优点 缺 点 法以第电拉容为,主也含双电层包容:离子的电吸 /附脱吸附插入和/脱出贵 属金化物氧R(OhIr、O)贱;属金氧物(化oC3O4、N iO/NiH、MnOO2、V2O等5) 的高电比容是碳材(料10 ~ 10的0倍)稳;性定 结好致构密导,性能电;差势窗口太窄电
过通同不的制备法(方PL如)得到D米纳化的结,构 如制备已了米纳、棒米纳纳米环片分级、多孔米 纳究研热 点、中花空米球等,主要为纳了大表面增积同时, 有于利离子的输;复合材料
传
2.2过渡金 属
W
ang, Hanuwen ,alYna Wng,a nd auefXengW ag. "Pnuslde lsared peoistoniof te hporuso incekl xoie dthi nifm atlroom te pmeartue forr ihgh-raet seudopcpacitive eaengy rsotrgae."E ectrlochemstir yCmomniuaticos n8 (12012) :9-295.
aWn,gH uawne, naYal nanWg,a n Xudeefn gWna.g "Plsue laders deposiito nf loargea-era anmanese gxode niaonheets araysr of hrighrtae suprcaepcatiro."New sJurnoalo fChe mistr (y0231.)
3
.展望
高 比容电电极材料
提高 能密度量
电势宽窗口
1
.要大有的表面比积高,比表面 意着味更多的有 反活性点应。 2.要合适的有孔布,分孔 络以及网孔度,长这条 件些有都利于子以较离高的 率传速输 。.复合3极电的电荷输传电 要阻。低 .有4高较的化学电定稳性 和械稳定机性
。3.展望 未来电 材料极发的展两有重要的个方向:•
合复材料
如例
:材料 碳• 电比小容 导•性电能
好金属化氧材料物• 导 电差 • 比性容大
•电材料 米纳化 •米结构的纳料材有高比具表面,积够为能电子离子和的输扩传散 供提短道通从而提,与电解高液离的子触,使得材接料高在 流密电度也有下高充的放电速。度
( •_ง•ง)