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石墨烯VS碳纳米管—炭材料在超级电容器中的应用

2016-08-25 10:09来源:烯碳资讯关键词:石墨烯碳纳米管超级电容器收藏点赞

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碳纳米管(CNTs)在超级电容器中的应用


作为典型的一维结构,碳纳米管具有突出的力学性能、电性能、热性能和光学性能。碳纳米管能够承受的电流密度高达109 A/cm2,是贵金属的1000 倍。此外,单根碳纳米管的热导率可达3500 W/(m˙K)。碳纳米管分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管,它们都被广泛地用作储能的电极材料,尤其是其作为超级电容器的电极材料的研究取得了较好的进展。图2 展示了不同的碳纳米管的原子结构。

Niu 等将具有430m2/g 的比表面积的多壁碳纳米管作为超级电容器电极材料进行研究。结果表明,在酸性电解液中,比容量达到102 F/g,同时功率密度可以达到8 kW/kg。最近的研究显示,混乱排列的碳纳米管因为不规则的孔结构和混乱的排列使得它在促进离子快速运输方面的效率比整齐排列的碳纳米管低。因此,就功率性能而言,整齐排列的碳纳米管似乎具有更多的优势。


最近,Kang 等提出了一种碳纳米管的宏观形态的设计方法,合成了碳纳米管球。这些碳纳米管球的直径约8~12m,比表面积约为200 m2/g。最后经过500℃处理后的碳纳米管球材料作为超级电容器的电极材料,比容量可以达到80 F/g。此外,相比于碳纳米管薄膜电极,碳纳米管球电极更高的比容量和倍率性能。图3 是碳纳米管球的合成过程。

原标题:石墨烯VS碳纳米管——炭材料在超级电容器中的应用
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