超级电容器电极材料综述课件.ppt
超级电容器电极材料的研究进展,Research Progress of Supercapacitors Electrode Material,Designed by PengTQ,超级电容器Research Progress of Supe,超级电容器概况 电极材料研究进展3.展望,目录 CONTENTS,超级电容器概况目录 CONTENTS,1.1 何为超级电容器,超级电容器(Supercapacitors),它兼有静电电容器和电池特性,能提供比静电电容器更高的能量密度,比电池更高的功率密度和更长的循环寿命。,超级电容器,传统电容器,电池,VS,1.1 何为超级电容器超级电容器(Supercapac,1.2 超级电容器的应用,超级电容器,通讯,电子,国防,汽车,新能源,1.2 超级电容器的应用超级通讯电子国防汽车新能源,1.3 超级电容器的分类,双电层,法拉第,双电层电容器,其电容的产生主要基于电极/电解液上电荷分离所产生的双电层电容,如碳电极电容器,法拉第准电容器,其电容的产生是电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度的化学吸脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容,如金属氧化物电极电容器和导电聚合物电极电容器,1.3 超级电容器的分类双电层法拉第双电层电容器,其电容,1.比电容 单位为F/g2.功率密度,也称比功率指单位质量或单位体积的超级电容器在匹配负荷下产生电/热效应各半时的放电功率。它表征超级电容器所能承受电流的能力,单位为kW/kg或kW/L。3.能量密度,也称比能量指单位质量或单位体积的电容器所给出的能量,单位为Wh/kg或Wh/L。4.循环稳定性,1.4 超级电容器的性能指标,1.比电容 单位为F/g1.4 超级电容器的性能,1.5 超级电容器的组成,超级电容器,电 极,1.5 超级电容器的组成电极材料是影响超级电容器性能和生产,1.5 超级电容器的组成,超级电容器电极材料,碳素材料,金属氧化物,。,导电聚合物,1.5 超级电容器的组成超级电容器碳素材料金属氧化物。,2.1 碳材料,碳素材料原理EDLC种类活性炭（AC）；活性炭纤维（CFA）,2.1 碳材料,Wang,Huanwen,et al.Cutting and unzipping multiwalled carbon nanotubes into curved graphene nanosheets and their enhanced supercapacitor performance.ACS applied materials&interfaces4.12(2012):6827-6834.,2.1 碳材料Wang,Huanwen,et al.,2.2 过渡金属,金属氧化物材料原理以法拉第电容为主，也包含双电层电容：离子的,2.2 过渡金属,Wang,Huanwen,Yalan Wang,and Xuefeng Wang.Pulsed laser deposition of the porous nickel oxide thin film at room temperature for high-rate pseudocapacitive energy storage.Electrochemistry Communications18(2012):92-95.,Wang,Huanwen,Yalan Wang,and Xuefeng Wang.Pulsed laser deposition of large-area manganese oxide nanosheet arrays for high-rate supercapacitors.New Journal of Chemistry(2013).,PLD,2.2 过渡金属Wang,Huanwen,Yalan,2.3 导电聚合物,导电聚合物材料原理主要是法拉第准电容：电极内具有高电化学活性,3.展望,提高能量密度,高比电容,宽电势窗口,1.要有大的比表面积，高比表面意味着有更多的反应活性点。2.要有合适的孔分布，孔网络以及孔长度，这些条件都有利于离子以较高的速率传输。3.复合电极的电荷传输电阻要低。4.有较高的电化学稳定性和机械稳定性。,3.展望 提高高比电容宽电势窗口1.要有大的比表面积，,3.展望,未来电极材料的发展有两个重要的方向:复合材料 材料纳米化纳米结构的材料具有高比表面积，能够为电子和离子的传输扩散提供短通道，从而提高与电解液离子的接触，使得材料在高电流密度下也有高的充放电速度。,金属氧化物材料导电性差,碳材料比电容小,复合材料,导电性能好,比电容大,例如：,3.展望未来电极材料的发展有两个重要的方向:金属氧化物,欢迎大家批评指正!,欢迎大家批评指正!,
