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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)

[交流] 读研期间超级电容方面心得分享——2赝电容与集流体已有43人参与

好像前面调查统计回帖的人不多,看来“高手大多在民间”,我自己倒是有些“卖弄”了,不过还是根据提问说一下吧。
(1)我之前说过我把赝电容更多看作是一种设计思路,心中也期待着超级电容与电池有一日慢慢合并(其实这个趋势已经开始出现了,比如锂离子电容),可以说赝电容夹在电池和双电层材料中间,比的就是他们各自的弱项···个人觉得未来研究的发展趋势还是应该是删繁就简,让制备简单廉价化,不必刻意追求视觉美感。现在很多文章很有想法,但往往热闹一阵就没下文了,再来就是好不容易摊上个好想法,没完没了的“换汤不换药”出成果···
(2)谈及电极材料制备,不得不说水热和凃电极都是我比较不喜欢的两个方法,水热条件稍有变化就可能出问题,你把反应釜大小调一下就可能天翻地覆了,这稳定性···另外凃电极完全看手工技术了,甚至同样材料不同人去凃电极性能差异都很大,而且越涂越少···毕竟文章的目的是为了以后进一步研究的,不是给人挖陷阱的,你在设计之初就不想让人重复出来,这样可不好···其实关于电极材料制备,我倒是希望这方面能规范一些,目前文献的可重复性实在是不敢恭维,甚至因为这点基本上5以下的文献我是不太有胆量看的,像之前JMCA的1700多的钴酸镍,看了都睡不着觉啊···科技成果应该还是尽量客观一些,减少人力的作用,非要弄出一篇文章非作者不能做(当然他自己可能都不知道怎么做的···)的东西多不和谐啊···
(3)集流体,一般情况下还是以多孔金属和碳纤维材料为主,前面提到了用铝的话酸碱条件下都可以制氢气了,铜在碱性条件很容易被腐蚀,酸性条件下到勉强可以,金属普遍还是怕酸的,当然您老人家有钱弄个铂金之类贵金属我也无话可说;集流体还是有微结构为好,光滑的箔片很少使用,不锈钢网和泡沫镍倒是很受欢迎,这里需要强调一点,实验中泡沫镍处理是可以让其发挥出电化学活性的,当然多数情况下基本是处理不当才出现;碳纤维材料价格要贵,但是导电性不如金属(所以别以为贵就一定什么都好···)
今天先谈这么多吧,要是大家以后没有问题,我还是继续去云游四海好了,就不在论坛里随意闪现惊吓各位了···
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shaoyl1988

新虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
现在超电容的研究确实比较混乱,很多文章中发表的数据不可信,不止是5分一下的文章,甚至JMCA、JPS,以至于EES、AM、AEM、nature Comm等期刊的一些数据都明眼看的出问题。我发现的主要集中在一下几个方面:
1.在电容的计算上,用CV积分方法上的错误:CV积分应当是积分放电曲线,而且只积分电流为负的部分(电流负的部分才是真正的放电曲线)。而很多文献不是这么做,有的是积分充放电然后除以2,有的积分放电曲线,然后只算绝对值,把电流正的部分也作为放电电量。
2.电容计算,用恒流充放电计算上的错误:很多超电容的文章,特别是包含赝电容的体系,放电曲线不是一条直线,恒流充放电不能单纯的放电电流密度乘以时间。需要对放电曲线进行分段,如果实在无法分段就要进行积分运算或者放弃恒流计算电容,而很多文章直接电流乘时间,这很大程度的高估了电容。
3.能量密度和功率密度的计算的错误:这个可以说是很多文章中都存在的错误,在计算能量密度和功率密度的时候,电容值是器件整体的电容值不是电极材料的电容值,很多文章对称体系器件电容值乘以4计算出电极材料的电容值再带到能量密度功率密度的公式里,这样就相当于把真实值提高到四倍。(甚至有些做非对称的也乘4,还是EES的paper,我就****了,真不知道审稿人怎么审的)
4.基本泡沫镍做基底的文章数值都会偏大,特别是碱性体系的,泡沫镍在浸润到碱性溶液里表面瞬间就会产生十几层的氧化镍(即使负载电极材料前做过酸洗等处理),这部分在后面的计算中没有除去,而且氧化镍本身电容值就比较高。而且在做循环稳定性的时候量会越来越多,电容甚至会增加。
还有很多其他的问题,超电容的研究出现这样灌水的情况也和这块研究群龙无首,理论上迟迟没有突破有关,自从Conway大神去世之后,还有Goodenough的科研激情逐渐退去,后面在理论上的贡献实在是十分有限的。P Simon在电化学这块算是比较深入,不过他能量有限,没有建立起完整的研究体系,Yury gogosti的研究亮点挺多,不过终究是做材料的。Bruce Dunn是电化学大牛,但他现在在带学生和科研上都没很强烈的热情了。所以才造成如今混乱的场面,很多都是买一台电化学工作站,随便混混材料测一测算一算就是一篇paper,灌水而没有任何理论深度。门槛低也成了副作用。
自己瞎诌一通,要是上面得罪了哪位大牛还请多包涵,不喜勿喷。
51楼2015-04-24 10:47:48
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烟云

银虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
支持一下楼主。硕士毕业能把电化学的东西搞明白真的是下了大工夫的。很多人一知半解或者根本不知不解拿来就做,反正别人做我就做,很多理论性问题都不懂。

[ 发自小木虫客户端 ]
30楼2014-06-03 18:21:49
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匿名

用户注销 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
本帖仅楼主可见
7楼2014-05-31 15:11:15
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捐助贵宾 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
实验中泡沫镍处理是可以让其发挥出电化学活性的,当然多数情况下基本是处理不当才出现,请版主在详细说一下这一点,谢谢。
46楼2015-03-08 10:20:25
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by wangtilong at 2014-05-30 20:09:48
求指导涂电极过程中需要注意些什么,实验室纯手工制作

凃电极,我另外开贴说一下吧···
资料读取中···
10楼2014-06-01 13:05:27
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)

引用回帖:
13楼: Originally posted by 竹木一休 at 2014-06-02 16:10:19
关于不锈钢网做集电器,还是存在很多的缺陷的。酸性条件下,在大电流充放电时(5A/g以上吧),不锈钢是会分解的,可以在工作电极看到明显的黄色溶液存在,抽取黄色液体,加入到氢氧化钠溶液中,有沉淀!原因:不锈钢 ...

首先我觉得不锈钢本来就不适合在酸性条件下作为集流体(尤其考虑到充放电有电流作用下还会加剧腐蚀),所谓的不锈钢抗酸只是反应慢而已,但是就像你说的那样大电流下就发现出问题了,其实这也只是说大电流下反应已经快到你可以轻易察觉了;平常我们提到的不锈是抗吸氧腐蚀,换到酸性溶液铬元素就没有那么大的作用了,本身反应活性和铁是相近的,即使这种本来反应很慢,但有电流反复通过和长时间浸泡的条件已经让它的抗酸性没什么意义了···
资料读取中···
17楼2014-06-03 08:54:37
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wangtilong

铁杆木虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
求指导涂电极过程中需要注意些什么,实验室纯手工制作
在爱没开始以前,你永远想象不出会那样爱一个人;在爱没结束以前,你永远想象不出那样的爱也会消失!
5楼2014-05-30 20:09:48
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by chen118 at 2014-05-30 19:40:06
你好,我之前问你一个问题,楼主看到了吗,在你主页上留的言

我已经回复了,但说实话没有很好理解你的意思···
资料读取中···
9楼2014-06-01 13:04:43
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chen118

金虫 (著名写手)


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引用回帖:
16楼: Originally posted by tianyufu at 2014-06-03 08:46:24
目测你应该是氧化还原石墨烯薄膜,导电性不够,但问题是如果要用泡沫镍做基底的话之前的薄膜制备意义就不大了···...

恩恩,我就是这样想的,所以不知道该怎么办了。。。。
24楼2014-06-03 14:06:18
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chen118

金虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
28楼: Originally posted by tianyufu at 2014-06-03 16:22:18
是不太靠谱而已,当然也被糟蹋的差不多了···...

怎么会这么惨,该怎么办。。。。。。。。。。?
29楼2014-06-03 16:25:07
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波--宝

新虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
楼主:可否给我说一下如何涂电极,我现在试验问题是重复性特别差,还有泡沫镍电化学活化是不是泡沫镍出峰很大?

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
好好的
42楼2014-08-21 00:22:21
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)

引用回帖:
51楼: Originally posted by shaoyl1988 at 2015-04-24 10:47:48
现在超电容的研究确实比较混乱,很多文章中发表的数据不可信,不止是5分一下的文章,甚至JMCA、JPS,以至于EES、AM、AEM、nature Comm等期刊的一些数据都明眼看的出问题。我发现的主要集中在一下几个方面:
1.在电 ...

说的挺好的···
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53楼2015-05-07 14:36:03
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普通回帖

反方向的时钟

金虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
哎呀,今天才看到,希望楼主多给我们后辈指点指点啊~~
2楼2014-05-30 17:02:52
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刘再伦11

铁杆木虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
我想让楼主给我指导下涂电极!希望楼主多多指教。
拂萧待留恨,冻墨何露痕。闻曲风舞泪,叹谁玉知音!
3楼2014-05-30 18:53:35
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chen118

金虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
你好,我之前问你一个问题,楼主看到了吗,在你主页上留的言
4楼2014-05-30 19:40:06
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dduanyuu

禁虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
本帖内容被屏蔽

6楼2014-05-31 07:52:56
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追分少年

金虫 (正式写手)


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最近刚刚接触水热法

[ 发自小木虫客户端 ]
gohomeorstandup,it'syourfuckingchance1douyourememberthereasonwhyyouarehere?
8楼2014-05-31 16:24:48
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