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Carbon Energy:三聚氰胺海绵制备多孔碳用于超级电容器和锂离子电池的研究进展

已有 673 次阅读 2019-12-5 13:53 |系统分类:论文交流



研究背景:

超级电容器和锂离子电池具有充放电速率快、能量存储密度高、循环寿命长等优点,其中最常用的碳基电极材料决定着电容器和锂离子电池的主要性能,是改进和优化超级电容器与锂离子电池性能的重要切入点,制备出高性能的电极材料是研究者一直追求的目标。在众多的电极材料中,碳材料得到了广泛的研究与应用。碳材料廉价易得、绿色无毒、化学稳定性高、使用温度范围宽,因此被广泛用于超级电容器和锂离子电池的电极材料。

三聚氰胺海绵 (Melamine Foam,MF) 是一种开孔率高达99%以上的低容重、高密度结构、高开孔率、柔性的超细纤维泡沫塑料,具有卓越的阻燃性、吸声性和隔热性。广泛应用于声学工程、建筑装饰业、交通工具、航天航空、机电、家电、电子产品、服装织物等领域,是一种在21世纪具有广阔前景的新型环保材料。由于三聚氰胺海绵氮含量高,即使在高温碳化后,依然能保持优良的机械性能和多孔氮掺杂的的三维结构,而且这些孔道相互贯通,有利于电解液的传输。因此,近年来三聚氰胺海绵常被用来制备多孔碳并用于超级电容器和锂电池材料。


成果简介:

目前已经有许多关于碳化MF和基于MF的复合多孔碳材料的改性研究报道。本篇综述了近年来以MF为原料制备超级电容器和锂离子电池电极材料用多孔碳的研究方法和进展,包括对MF的直接碳化处理、活化处理、掺杂以及与金属氧化物、硫化物、石墨烯、导电聚合物的复合改性等方面的研究进展。对多孔碳材料用于电极材料的发展进行了展望,本综述有望为制备出性能优良、环境友好和高寿命的超级电容器和锂离子电池电极材料提供有益的参考。

相关论文在线发表在《Carbon Energy》 (DOI:10.1002/cey2.19),鲁东大学化学与材料科学学院石炎颖硕士为论文第一作者,高善民教授为论文通讯作者。


文章链接:

Carbon materials from melamine sponges for supercapacitors and lithium battery electrode materials: A review

Yanying Shi, Guijing Liu, Rencheng Jin, Hui Xu, Qingyao Wang, Shanmin Gao*

DOI: 10.1002/cey2.19

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.19


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作者简介:


高善民,鲁东大学教授,国务院政府特殊津贴专家。高善民教授在山东大学晶体材料国家重点实验室无机非金属材料专业获得硕士学位(1998年),在中国科学技术大学无机化学专业获得博士学位(2003年)。2004年入职鲁东大学并破格晋升为教授。目前从事无机化学、材料学的教学与科研工作,研究方向为用于光催化、锂离子电池和超级电容器纳米功能材料的制备、性能与应用研究。已在Energy & Environmental Science, Nano Energy, Journal of Materials Chemistry A, Nano Research, ACS Applied Materials & Interfaces等期刊上发表论文120余篇,申请国家发明专利21项。曾获山东省高等学校科学技术奖一等奖和山东省自然科学二等奖等多项奖励。






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