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不同Hf含量IrO2-HfO2涂层电极材料的电容性能

刘雪华 , 张静 , 王欣 , 邹琦 , 陈永毅 , , 颜琦 , 唐电

材料热处理学报

采用热分解法制备Ti/IrO2-HfO2二元氧化物涂层电极.通过X射线衍射(XRD)研究了不同Ir/Hf配比涂层的结构特征;采用循环伏安(CV)方法分析了不同电极涂层的比电容、“内/外活性”及电极稳定性,并初步讨论了电极稳定性与涂层结构间的关系.结果表明,添加Hf可改善涂层结构、提高比电容及电极稳定性、且当涂层中HfO2达到50 mol%时电极活性最高、稳定性最佳.

关键词: IrO2-HfO2 , 电极 , 电容 , 涂层

退火温度对IrO2+ZrO2涂层结构和电容性能的影响

马晓磊 , 邵艳群 , , 娄长影 , 何建福 , 林星星 , 唐电

稀有金属材料与工程

采用热分解法在Ti基上被覆了IrO2+ZrO2氧化物涂层.通过XRD、SEM、EDX、XPS和循环伏安法等分析了退火温度对IrO2-ZrO2二元氧化物涂层的物相、表面形貌和电容性能的影响,引用非线性方程g*(v)=A1 exp(-v/t11)+A 2exp(-v/t2)+y0计算了涂层的内外活性点.结果表明:IrO2-ZrO2涂层的临界晶化温度为340~360℃,340℃退火的涂层物相为非晶结构,360℃退火,含有晶态和非晶态2种结构组织,其离子价态为Ir3+、Ir4+以及过饱和IrO2+(x>0).电容性能随着温度的升高呈先增大后减小变化,360℃退火的电极有最大的电容值,与其“非晶态/晶态”两相共存组织结构有关.涂层中质子迁移能力比电子导电能力对电容的影响要大,扫描速度对质子迁移的影响大于对电子导电的影响.

关键词: 组织结构 , 电容性能 , IrO2+ZrO2二元氧化物 , 热分解

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

李贝贝 , 邵艳群 , , 唐电 , 吴波

稀有金属材料与工程

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层.采用循环伏安(Cv),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系.结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善.在Sn含量为70 mol%时,有最大的比电容值485.07 F/g.该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1 nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍.

关键词: IrO2-SnO2 , 电极材料 , 比电容

成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

, 路恒达 , 王欣 , 张腾 , 邵艳群 , 唐电

稀有金属材料与工程

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料.采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能.结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70 mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在.Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势.在Ta2O5含量为70 mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2 F·g-1.

关键词: 超级电容器 , 氧化钌 , 氧化钽 , 比电容 , 循环伏安

Ti/IrO 2-SnO 2-CeO 2电极的电容特性

邵艳群 , 伊昭宇 , 娄长影 , , 马晓磊 , 唐电

中国有色金属学报

采用热分解法在360℃制备了Ti/IrO2-SnO2-xCeO2(摩尔分数)电极,通过 X射线衍射(XRD)、交流阻抗(EIS)和循环稳定实验分析CeO2含量对 Ti/IrO2-SnO2-xCeO2涂层组织、电容性能、频率响应特性和循环稳定性的影响。结果表明:CeO2可抑制IrO2-SnO2晶化,随CeO2含量的增加,IrO2-SnO2的晶化程度逐渐下降。含20% CeO2电极比电容可达505.7 F/g,是同频率下Ti/IrO2-SnO2电极的3倍。CeO2含量不超过20%时,对电极的传荷电阻Rct及弛豫时间常数τ影响较小。经历6000次循环后,10% CeO2电极电容增加了34.39%,20% CeO2电极电容增加了3.45%,

关键词: 超级电容器 , 电化学交流阻抗 , 频率特性 , 二氧化铱 , 二氧化铈

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

李贝贝 , 邵艳群 , , 唐电

材料热处理学报

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。

关键词: 电极材料 , IrO2-SnO2 , 比电容

表面活性剂辅助制备钛阳极的电化学性能

郭海艳 , , 邵艳群 , 唐电

中国腐蚀与防护学报

用阳离子表面活性剂(CTAB)作为阳极氧化物涂层生长模板剂,用热分解法制备出30% RuO2-70% TiO2/Ti涂层电极。用计时电位、循环伏安方法分析CTAB用量对涂层电催化性能的影响。结果表明:CTAB 在降低析氯电位,提高电极电催化活性上具有显著的效果。表面活性剂CTAB所起的作用主要可以归结为两个方面,一方面用表面活性剂为模板剂使制备的阳极涂层具有高比表面积和多孔性结构,增大涂层的真实表面积;另一方面,CTAB辅助所制备的电极涂层具有高密度的缺陷结构,使涂层的催化活性位密度增大。

关键词: 钛阳极 , roughness, surface-active site , electrochemical properties , null , null

钛基RuO2-Ta2O5涂层电极材料的电容性能分析

, 王欣 , 路恒达 , 邵艳群 , 张腾 , 唐电

材料热处理学报

采用热分解方法在钛基体上制备了(36%)RuO2-(64%)Ta2O5混合氧化物涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)以及恒流充放电测试研究了涂层电极的组织结构、表面形貌以及电容性能。结果表明:(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层以非晶氧化物为基体,带有少量纳米微晶RuO2的组织结构。在酸性溶液中,在50~900mV/s的扫描速度下,Ti/(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层电极的伏安曲线都具有近似矩形形状,表现出良好的电容特性和功率特性。以5mA/cm^2和10mA/cm^2放电,比电容分别为525.5F/g和495.1F/g。在经历2000次循环充放电后,电极的电荷储存能力仍未衰减,显示其优异的循环稳定性。

关键词: 电化学电容器 , Ti/(36%)RuO2-(64%)Ta2O5 , 循环伏安 , 热分解法

电解液对Ti/RuO2-TiO2电极电容性能的影响

陈志杰 , , 邵艳群 , 伊昭宇 , 唐电

中国有色金属学报

采用热分解法在270℃制备钛基RuO2-TiO2氧化物涂层电极材料。利用循环伏安、电化学阻抗谱等方法研究Ti/RuO2-TiO2电极分别在0.5 mol/L H2SO4、0.5 mol/L Na2SO4和1.0 mol/L NaOH电解液中的超电容行为。结果表明:在酸性溶液和碱性溶液中Ti/RuO2-TiO2电极有较低的电荷转移电阻和优异的赝电容特性,比电容分别达到550 F/g和578 F/g;而在Na2SO4溶液中,该电极的电荷转移电阻较高,表现为典型的双电层电容特征,比电容仅为335 F/g;经历2000次循环充放电测试后,该电极在中性Na2SO4溶液中的稳定性最高,荷电能力仅下降3%;在酸性H2SO4溶液和碱性NaOH溶液中,该电极的荷电能力分别下降17%和29%。结合SEM和能谱分析可知:RuO2-TiO2在Na2SO4溶液中几乎不发生腐蚀,表现出良好的循环稳定性;RuO2-TiO2涂层在NaOH溶液中发生严重的面腐蚀,而在H2SO4溶液中则发生严重的点蚀,导致活性氧化物减少,荷电能力下降。

关键词: 超级电容器 , 氧化物阳极 , 电解液 , 反应机理

Ti/Ru0.4Sn(0.6-x)MnxO2氧化物电极的电容特性

伊昭宇 , 贺冲 , , 邵艳群 , 唐电

中国有色金属学报

采用热分解法制备Ti/Ru0.4Mn(0.6-x)SnxO2(x=0,0.3,0.6)三元氧化物电极材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电分析Ti/Ru0.4Sn(0.6-x)MnxO2电极材料的组织结构和电容性能.结果表明:三元氧化物电极中SnO2的加入能抑制RuO2表面析出,且有利于形成Ru-Mn-Sn-O固溶体氧化物;而MnO2的加入可以降低氧化钌的结晶度.三组元相互配合降低离子扩散阻力,提高活性材料的利用率,从而提高Ti/Ru0.4Mn(0.6-x)SnxO2电极材料的电荷存储能力.Ti/Ru0.4Mn0.3Sn0.3O2三元电极的比电容可达682 F/g,约为Ti/RuO2-SnO2和Ti/RuO2-MnO2二元氧化物电极的2~3倍.

关键词: 二氧化锰 , 二氧化锡 , 比电容 , 交流阻抗

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