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lqzjf121323

木虫 (正式写手)

[交流] 石墨烯基电容器充放电曲线异常 已有7人参与

我们以石墨烯作为电极组装成超级电容器,测试其充放电性能。见上传文件,不知是何原因,是电极材料本身问题,还是组装过程使用的模具的电阻过大造成的?如果是电极材料本身的问题,具体是什么呢,导电性还是比表面积石墨烯基电容器充放电曲线异常
石墨烯对称电容器水相电解质中的充放电曲线.jpg


石墨烯基电容器充放电曲线异常-1
石墨烯对称电容器有机相电解质中的充放电曲线.jpg


石墨烯基电容器充放电曲线异常-2
石墨烯有机相电解质三电极体系的EIS.jpg
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  • 附件 1 : 异常的充放电曲线.doc
  • 2013-08-28 11:12:02, 55 K

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lqzjf121323

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by Fenixknick at 2013-08-28 12:29:02
这不是挺正常么?
就是线难看了一点而已,性能不太理想
电阻是挺大的,这个原因就多种多样了,模具当然是其中之一的可能,材料本身的问题也是有可能的。
楼主觉得哪里不正常了?
在有机电解质里的电压上限有点高 ...

可是看文献上 ,双电层电容器都是对称的三角形或者接近对称的三角形,我们这不管是水相还是有机相电解质,都偏离对称三角形太远了。
您说的电阻挺大是从阻抗谱中得出的吧?
我觉得异常的地方有一下:
(1)充电曲线上出现的大包是怎么回事,无论水相,有机相都有,最可能的原因是什么?
(2)放电曲线上非常明显的电压降又是什么原因引起的,为什么有机相中的电压降相比于水相更明显?
还望您能继续提供帮助,另外,对于超级电容器的电极材料,导电性和比表面积是否有个下限,有的话,是多少?因为我看有的人说石墨烯做电极,电导率必须在30S/cm以上,比表面积需要大于200m2/g.不知这种说法是否存在?期盼您的解答。
3楼2013-08-28 21:10:04
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Fenixknick

铁虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
这不是挺正常么?
就是线难看了一点而已,性能不太理想
电阻是挺大的,这个原因就多种多样了,模具当然是其中之一的可能,材料本身的问题也是有可能的。
楼主觉得哪里不正常了?
在有机电解质里的电压上限有点高了,3.5V了
所以有点充不上去了
2楼2013-08-28 12:29:02
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Fenixknick

铁虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by lqzjf121323 at 2013-08-28 21:10:04
可是看文献上 ,双电层电容器都是对称的三角形或者接近对称的三角形,我们这不管是水相还是有机相电解质,都偏离对称三角形太远了。
您说的电阻挺大是从阻抗谱中得出的吧?
我觉得异常的地方有一下:
(1)充电 ...

你这也是三角形啊,我说了就是难看了点
原因就是充电充不上去了,电阻太大,所以变形了,可能略微还有点杂质,你可以检查一下你的电解液纯度,看看哪里是否有污染,像电化学工作站的夹子上的铁锈么好好刮刮干净
在放电的时候IR drop大(水相里还好),在有机电解质中更为明显,是因为在有机电解质里的电阻本来就比水相大,你在水相里都那样了,有机相当然更明显了
这点倒是和EIS测的结果是一样的
都说明了你的电极性能不好
性能不好原因比较多的,需要你多找找原因的
石墨烯其实也是作为一种碳材料,作为碳材料,是通过静电作用形成双电层的非法拉第过程储电的,所以比表面积比较重要。单层石墨烯是2630 m2/g,一般nanostructured碳材料也至少有400+吧,否则根本不会有什么很好的性能,就算有的话也不好解释。你可以测下你制备的石墨烯比表面积多少,电导率的话我不太清楚,不过当然也是越高越好。
4楼2013-08-28 21:26:52
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lqzjf121323

木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by Fenixknick at 2013-08-28 21:26:52
你这也是三角形啊,我说了就是难看了点
原因就是充电充不上去了,电阻太大,所以变形了,可能略微还有点杂质,你可以检查一下你的电解液纯度,看看哪里是否有污染,像电化学工作站的夹子上的铁锈么好好刮刮干净
...

非常感谢您的耐心答复。根据您的答复,我是否可以做以下理解:所使用的电极材料性能比较差是导致充放电曲线变形的主要原因。
另外,从两幅充放电曲线图里判断,我所使用的组装模具是否有问题,需要改进哪些方面,比如降低电阻等?还是可以不做改进,继续使用?
盼复,谢谢!
5楼2013-08-28 21:37:38
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