電極和電解質(zhì)是超級電容器的重要組成部分,其種類和性質(zhì)直接影響超級電容器的各方面性能。本書在介紹超級電容器的基本概念和研究進展的基礎上,著重對超級電容器的電極材料及電解質(zhì)的種類、特點、制備方法和發(fā)展應用等進行闡述。 電極材料涉及碳基電極材料、金屬氧化物、導電聚合物等;電解質(zhì)包括水系電解液、有機電解液、離子液體電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)等。全書取材豐富,在介紹傳統(tǒng)電容器材料的同時,注意吸收當今電容器領域的最新成就,運用大量圖表對這些材料進行較為全面的概述和反映。
本書適合企業(yè)、科研院所等從事電容器研究和生產(chǎn)的科技人員閱讀,也可供高等院校相關專業(yè)師生學習參考。
第1章超級電容器簡介001
1.1電容器的歷史發(fā)展001
1.2超級電容器的定義及特性002
1.2.1超級電容器定義002
1.2.2超級電容器特性002
1.3超級電容器的組成003
1.3.1電極材料003
1.3.2電解液004
1.4電容器的分類007
1.5應用008
1.5.1電子行業(yè)008
1.5.2電動汽車及混合動力汽車008
1.5.3太陽能、風能發(fā)電裝置輔助電源009
1.5.4軍事、航空航天009
參考文獻009
第2章碳基電極材料011
2.1活性炭011
2.1.1活性炭的結(jié)構012
2.1.2活性炭的性能特點013
2.1.3活性炭的制備013
2.1.4活性炭改性017
2.1.5活性炭在超級電容器中的應用019
2.2活性炭纖維023
2.2.1活性炭纖維的結(jié)構023
2.2.2活性炭纖維的性能及特點024
2.2.3活性炭纖維的制備025
2.2.4活性炭纖維的功能化026
2.2.5活性炭纖維在超級電容器中的應用028
2.3碳氣凝膠029
2.3.1碳氣凝膠的結(jié)構029
2.3.2碳氣凝膠的性能030
2.3.3碳氣凝膠的制備031
2.3.4碳氣凝膠在超級電容器中的應用033
2.4碳納米管035
2.4.1碳納米管的結(jié)構035
2.4.2碳納米管的性能036
2.4.3碳納米管的制備038
2.4.4碳納米管在超級電容器中的應用040
2.5石墨烯042
2.5.1石墨烯的結(jié)構042
2.5.2石墨烯的種類及定義043
2.5.3石墨烯的性質(zhì)044
2.5.4石墨烯的制備045
2.5.5石墨烯在超級電容器中的應用049
參考文獻054
第3章金屬氧化物062
3.1貴金屬氧化物062
3.1.1晶態(tài)氧化釕電極材料和無定形水合氧化釕電極材料063
3.1.2二氧化釕/碳復合電極材料063
3.1.3二氧化釕/導電聚合物復合電極材料064
3.1.4二氧化釕/其他氧化物復合電極材料064
3.2過渡金屬氧化物/氫氧化物065
3.2.1氧化鎳065
3.2.2氧化鈷和氫氧化鈷066
3.2.3氧化錳067
3.2.4氧化鐵068
3.3金屬氧化物復合材料069
3.3.1不同金屬氧化物復合材料069
3.3.2碳/金屬氧化物復合材料070
參考文獻072
第4章導電聚合物075
4.1導電聚合物電極材料075
4.2導電聚合物電極材料的儲能機理076
4.3導電聚合物電極材料的種類078
4.3.1復合型導電聚合物078
4.3.2結(jié)構型導電聚合物079
4.4導電聚合物電極材料的合成方法083
4.4.1化學合成法083
4.4.2電化學合成法084
4.4.3光化學法084
4.4.4復分解法085
4.4.5濃縮乳液法085
4.4.6等離子體聚合法085
4.5導電聚合物在超級電容器中的應用085
參考文獻087
第5章水系電解液091
5.1酸性水系電解液094
5.1.1電化學雙電層電容器094
5.1.2贗電容電容器095
5.1.3混合型電容器095
5.2堿性水系電解液097
5.2.1雙電層電容器097
5.2.2贗電容電容器097
5.2.3混合型電容器099
5.3中性水系電解液099
5.3.1雙電層超級電容器100
5.3.2贗電容電容器101
5.3.3混合型電解質(zhì)103
5.4水系電解液的添加劑106
5.4.1氧化還原添加劑——液體電解質(zhì)106
5.4.2氧化還原活性液體電解質(zhì)111
參考文獻113
第6章有機電解液119
6.1雙電層超級電容器有機電解液122
6.1.1電解質(zhì)鹽124
6.1.2有機溶劑132
6.1.3添加劑142
6.2贗電容超級電容器有機電解液143
6.3混合型超級電容器有機電解液144
參考文獻145
第7章離子液體電解質(zhì)(液)151
7.1純離子液體電解質(zhì)155
7.1.1非質(zhì)子型離子液體155
7.1.2質(zhì)子型離子液體157
7.1.3功能化離子液體158
7.2離子液體二元體系電解質(zhì)163
7.2.1離子液體與離子液體的混合163
7.2.2離子液體與有機溶劑混合電解液165
7.2.3離子液體與離子鹽混合電解液166
參考文獻175
第8章固態(tài)電解質(zhì)179
8.1無機固態(tài)電解質(zhì)181
8.2固態(tài)聚合物電解質(zhì)183
8.2.1聚環(huán)氧乙烷(PEO)183
8.2.2聚丙烯腈(PAN)184
8.2.3聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)184
8.2.4聚偏氟乙烯(PVDF)185
8.2.5聚離子液體185
8.3凝膠電解質(zhì)190
8.4復合固態(tài)聚合物電解質(zhì)196
8.4.1添加無機材料型固態(tài)聚合物電解質(zhì)196
8.4.2添加增塑劑型復合聚合物電解質(zhì)197
8.4.3聚合型復合聚合物電解質(zhì)198
參考文獻198
超級電容器一般都是低電壓大容量的。 超級電容器從儲能機理上面分的話,超級電容器分為雙電層電容器和贗電容器。是一種新型儲能裝置,它具有功率密度高、充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和...
超級電容器是可以代替電池,這也是未來的一個方向?! 〕夒娙萜?,又叫雙電層電容器、電化學電容器, 黃金電容、法拉電容,通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學元件,但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應,這種儲...
超級電容器黃金電容、法拉電容,是從上世紀七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲能的一種電化學元件。它不同于傳統(tǒng)的化學電源,是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源,主要依靠雙電層和氧化還原...
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頁數(shù): 70頁
評分: 4.6
大連理工大學 碩士學位論文 超級電容器恒流測試電源 姓名:劉為民 申請學位級別:碩士 專業(yè):電機與電器 指導教師:張莉 20060601
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頁數(shù): 4頁
評分: 4.8
采用常壓干燥法以間苯二酚(R)、甲醛(F)為原料制備RF炭氣凝膠,用SEM對其進行表征。將水溶液化學沉淀法制得的氫氧化鎳作為正極,分別采用不同催化劑含量制備的RF炭氣凝膠和活性炭材料作負極,用恒流充放電、循環(huán)伏安等方法系統(tǒng)地考察了電極材料的電化學性能。結(jié)果表明,在恒流充放電和循環(huán)伏安測試中電極材料都表現(xiàn)出了良好的電容特性。常壓干燥法制備的炭氣凝膠呈現(xiàn)珍珠串式的網(wǎng)絡結(jié)構,存在大量孔洞,隨催化劑含量降低,顆粒與孔洞尺寸會明顯變大,比容量和比能量減小。RF炭氣凝膠作負極的比容量和比能量明顯高于活性炭作負極的電容器。
本書介紹了超級電容器的分類、建模和特性分析,以具體實例展示了超級電容器在商業(yè)、工業(yè)范圍內(nèi)的應用,特別是在重型交通工具以及混合動力電動汽車方面的應用。本書的后半部分闡述了容量配置、循環(huán)壽命、電容器濫用等工程領域的實際問題。后一章描繪了未來運輸系統(tǒng)的藍圖,新能源電動汽車逐漸取代傳統(tǒng)汽車,結(jié)合超級電容器,在無線輸電技術領域更廣泛的應用前景和意義。本書理論與實際相結(jié)合,內(nèi)容由淺入深,可作為本科及研究生的學習教材,也可作為工程項目人員科研、設計的參考資料。
超級電容器是一種電容量可達數(shù)千法拉的極大容量電容器,其電荷儲存發(fā)生在電極/電解質(zhì)形成的雙電層上以及在電極表面進行欠電位沉積、電化學吸附、脫附和氧化還原產(chǎn)生的電荷遷移。與傳統(tǒng)的電容器和二次電池相比,超級電容器的能量密度遠高于普通電容器,功率密度是二次電池的10倍以上,并具有充放電速度快、循環(huán)壽命長(可達100萬次以上)、對環(huán)境無污染和使用的溫度范圍寬等特點,在電子行業(yè)、電動汽車、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和風能發(fā)電等領域中有著重要的應用,屬于標準的全系列低碳經(jīng)濟核心產(chǎn)品,是現(xiàn)代能源技術中最具有希望的一種新型綠色能量存儲設備。"para bbf3bc" label-module="para">
色譜已有100余年的歷史,它一開始就是為制備性分離而產(chǎn)生的,其目的在于分離制備一種或多種純組分。雖然制備型色譜的研究目前處于一個相對平穩(wěn)的階段,但其應用卻仍方興未艾,常壓柱色譜、低壓柱色譜、中壓制備色譜、高壓制備液相色譜等仍是現(xiàn)代科學研究及生產(chǎn)實踐中不可取代的制備性分離手段。一些專門進行有機合成的工作者往往一年可利用上百根色譜柱進行合成產(chǎn)物的制備性分離,甚至一天之內(nèi)可進行三次以上的柱色譜操作;一些植物化學工作者70%以上的實驗時間是用在使用制備色譜進行分離之上;在一些多肽、多糖、蛋白質(zhì)、手性藥物以及天然產(chǎn)物等的生產(chǎn)上,現(xiàn)代制備色譜是其必不可少的分離單元。
制備色譜技術在大多數(shù)情況下是在非線性條件下進行工作,它的理論深奧、公式復雜、進樣量大、固定相和溶劑量多、成本較高,分離過程中常常因為操作者技術水平方面的原因達不到預期的制備性分離目的。其與線性條件下的色譜分析相比往往具有很大的不同,并且有些制備色譜技術本身只具備制備的特點。制備色譜技術包括了從實驗室分離幾毫克至幾克樣品的小型制備色譜直至工業(yè)用大規(guī)模制備純物質(zhì)的生產(chǎn)制備色譜。
本書的撰寫緊緊圍繞制備色譜的基礎理論,避免制備色譜理論中繁雜的數(shù)學推導,充分注重方法的可操作性和實用性,比較系統(tǒng)、全面、詳細地介紹多種制備色譜技術。第二版對各章進行了不同程度的調(diào)整或者補充,完善了不足的部分,加強了色譜操作技術;擴展了凝膠色譜,充實了高速逆流色譜的pH區(qū)帶提取、手性分離、粒子分離章節(jié);新增了大孔吸附柱色譜、臺錐形柱色譜、二維高壓制備液相色譜、膜分離等較多內(nèi)容。但讀者要系統(tǒng)地了解色譜基礎理論和知識,至少仍需閱讀本叢書中的《色譜分析概論》(第二版)分冊。
本書是在本人近30年的科研和教學實踐基礎上寫成的,部分內(nèi)容受到國家自然科學基金(No.29665001、No.30160092、No.20775066、No.21075109)、教育部第三屆"高校青年教師獎"(No.2001298)、云南省重點項目(No.2005E0006Z、No.99YBL-04)等10余個課題的資助。書中的較多素材直接取材于本人的研究或者與本人研究密切相關的資料文獻,并與本人所編著的《手性識別材料》(科學出版社,2010)具有很好的相關性。
衷心感謝我的碩士生導師--云南大學宋文俊教授、博士生導師--北京理工大學傅若農(nóng)教授、博士后導師--日本名古屋大學Y. Okamoto教授,是他們將我?guī)?quot;手性識別材料及技術"領域,進行探索性的研究工作。感謝北京市新技術應用研究所張?zhí)煊咏淌谠诟咚倌媪魃V領域曾給予的細心指導,感謝叢書編委會以及責任編輯的辛勤工作。
本書的撰寫得益于諶學先、艾萍、字敏、段愛紅、李正宇等同事多年的合作以及課題組數(shù)十位博士及碩士研究生的研究,在此一并表示衷心的感謝。
由于水平的有限,書中錯誤和不足在所難免,敬請專家和讀者給予批評指正。
袁黎明