العربية

مادة القطب من Supercapacitor - طبقة مزدوجة المواد

2019-12-16

باعتبارها واحدة من المكونات الأساسية من supercapacitor, أداء مادة القطب يحدد بشكل مباشر على الأداء العام للجهاز. القطب المواد تنقسم أساسا إلى طبقة مزدوجة و pseudocapacitor المواد.


المواد الرئيسية المستخدمة في طبقة مزدوجة سوبر مكثف الكربون على أساس المواد ، بما في ذلك الكربون المنشط ، نانو الكربون , الجرافين وهلم جرا. الكربون القائمة على المواد منخفضة التكلفة عالية والاستقرار عالية الموصلية. وعلاوة على ذلك ، واستنادا إلى آلية مزدوجة الطاقة الكهربائية التخزين المادية الامتزاز ، كثافة الطاقة عالية جدا ، و الانتاج الحالي يمكن أن تصل إلى عدة مئات من أمبير (الجهد الناتج عن 3V). ولذلك عالية الأداء الكربون على أساس المواد لا تزال واحدة من النقاط الساخنة البحث العلمي و التطبيق التجاري. التقليدية الكربون القائمة على المواد امتصاص أيونات بالكهرباء فقط يحدث على سطح القطب أثناء الشحن ، في حين الداخلية مواد غالبا ما تكون غير مستغلة بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، الامتزاز المادية نفسها محدودة ، وبالتالي فإن كثافة الطاقة من هذه المواد الكهربائي غالبا ما تكون منخفضة جدا.

activated carbon for supercapacitor
nano carbon for supercapacitor
graphene for supercapacitor
الكربون المنشط
نانو الكربون
الجرافين


على supercapacitor مصنوع من الكربون النشط كمادة القطب لى اثنين لذلك أربعة كما بالكهرباء. عندما خرج الطاقة 200W/ كجم ، كثافة الطاقة هو 16.9 واط/كجم. عندما خرج كثافة الطاقة ارتفع إلى 4 كيلو واط/كجم ، كثافة الطاقة خفضت إلى 8.4 واط/كجم. العوامل الرئيسية لتحسين كثافة الطاقة من الكربون القائمة على المواد لزيادة مساحة محددة ، وتحسين توزيع حجم المسام, ضبط حجم الجسيمات وتعديل السطح الدولة. درجة عالية من أمر المسامية الكربون مع المواد عالية مساحة محددة, قابل للتعديل حجم المسام وظيفية سطح تم تصنيعه باستخدام 3D المسامية السيليكا مع مختلف حجم المسام كما القالب و انتهت المشروبات الغازية الكربون المصدر. المواد لديها خصائص ممتازة مثل ارتفاع مساحة محددة (1400-1810m 2/ز) كبير حجم المسام (1.45-2.81 سم 3/غ) و قابل للتعديل حجم المسام (3.5-5.2 متر). القطب في 1 A/g الحالي أعلى محددة السعة 284 f / ز في الكثافة.


المسامية نانو الكربون ورقة ثلاثية الأبعاد سقالة الإطار هيكل أعدت باستخدام Yuqian الكربون المصدر. محددة السعة من المواد في كوه بالكهرباء هو 470 و/ز ، و كثافة الطاقة هو حوالي 11 واط/كجم. خمسة أنواع من النفايات الشاي كانت متفحمة في درجة حرارة عالية ، ثم تفعيلها من خلال كوه الحل. وهو نوع غير متبلور الكربون المنشط مع مساحة محددة من 2245-2481 m2/ز تم الحصول عليها. باستخدام هذه المواد القطب كوه كما بالكهرباء محددة السعة supercapacitor كان يصل إلى 330 f / g في الكثافة الحالية من 1 A / g, ودورة الاستقرار ممتازة. أنابيب الكربون النانوية (CNTs) هي نوع من نانو النطاق أجوف سلس أنبوبي مادة الكربون التي يمكن أن تعتبر كرة لولبية من الجرافيت ، ويمكن تقسيمها إلى احد الجدران أنابيب الكربون النانوية (SWCNTs) ومتعددة الجدران أنابيب الكربون النانوية (MWCNTs). أنابيب الكربون النانوية هي تعتبر الأكثر مثالية القطب مواد المكثفات الفائقة بسبب الموصلية عالية وعلى أكثر من 2 نانومتر قطر المسام. وبالإضافة إلى النهاية تقريبا جميع ذرات الكربون في مثالية أنابيب الكربون النانوية يجب أن يكون الرهينة في شكل السداسي. إلا أن العديد من الخماسيات و السداسيات سيتم عرضه في الإنتاج الضخم ، مما يقلل إلى حد كبير من الأداء ، وهناك التفريغ الذاتي و ظاهرة التكتل بعد القطب مصنوع. المشتركة الحل هو تفعيل سطح CNT القطب المواد لتحسين hydrophilicity ، أو مركب مع أكسيد المعدن مادة للتعويض عن أوجه القصور. MWCNTs يستخدم القطب على شكل سوبر مكثف محددة السعة هو 62.9 f/g 1 A / g الكثافة الحالية ، محددة السعة MoS 2/MWCNTs كهربائي مركب إلى حد كبير إلى 452.7 f/G بعد يضاعف مع ثاني كبريتيد الموليبدينوم.


الجرافين هو أيضا على نطاق واسع في المكثفات الفائقة. الجرافين هو طبقة واحدة من المواد ثنائية الأبعاد النظرية مساحة محددة من 2630m اثنين /g, high stability, محددة السعة أكثر من 200 f/g, ممتازة خصائص الطاقة و دورة الاستقرار. نوع من الكثافة العالية الجرافين رقيقة (HDGF) تم إعداده من قبل ببساطة سحق الحرارة تخفيض أكسيد الجرافين رقيقة إلى قطع صغيرة. هذا النوع من الجرافين رقيقة كسر استمرارية الجرافين رقيقة مع الحفاظ على هيكل مدمج ، وأدركت عالية كثافة التعبئة و سريع أيون انتقال الإلكترون. على HDGF استعداد عالية كتلة محددة السعة (237 f/g) و حجم محددة السعة (261 f/سم3) في نفس الوقت ، a nd ممتازة دورة استقرار 98% الأولي السعة بعد 10000 دورات.


في الواقع, الكربون القائمة على مادة ممتازة المادة الفعالة لأي نوع من المكثفات الفائقة. ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض أوجه القصور من الكربون على أساس المكثفات الفائقة استنادا إلى المناقشة الواردة أعلاه :

1. انخفاض محددة السعة

2. انخفاض كثافة الطاقة

3. انخفاض الانتقائية.

الأول نقص عادة ما يكون سببها انخفاض سطح استخدام متفاوتة المسام توزيع الكربون على أساس المواد. حلول مشتركة تشمل اختيار مرنة من الكربون مصدر بارعة تصميم مسار العملية معقولة استخدام القوالب وغيرها من أساليب تنمية جديدة على الكربون مواد فريدة من نوعها مع مورفولوجية سطح موحدة المسام ، تشتت جيدة وعلى درجة عالية من المنحل بالكهرباء تسلل.


المشكلة الثانية يمكن تحسينها من خلال تطوير مواد جديدة لتكبير محددة السعة, اختيار مناسب بالكهرباء إلى توسيع إمكانات نافذة التصنيع غير المتماثلة سوبر مكثف مع الزائفة مكثف المواد.

الثالث العيب هو أن هناك عدد أقل من أنواع الكربون على أساس المواد مقارنة مع pseudocapacitor المواد. الحل هو تحقيق مركب من مواد وتطوير مواد مختلفة أنظمة بمرونة وفقا لحالات مختلفة باستخدام مزايا من مواد مختلفة.

اترك رسالة مرحبا بكم GTCAP
إذا كنت مهتما في منتجاتنا و تريد أن تعرف المزيد من التفاصيل,يرجى ترك رسالة هنا وسوف نقوم بالرد عليك بأسرع ما يمكن.

المنزل

المنتجات

عن

الاتصال