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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 读研期间超级电容方面心得分享——2赝电容与集流体
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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。
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51楼2015-04-24 10:47:48
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牛吻

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
楼主，我用的是泡沫镍作为集流体，你说实验中泡沫镍处理是可以让其发挥出电化学活性的，可以请教一下吗？还是看运气？
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志存高远创佳绩
52楼2015-05-07 09:58:18
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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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资料读取中···
53楼2015-05-07 14:36:03
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催化小王子cp

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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 ...

看你说的很在理呢！不过像你说的能力密度、功率密度、比电容等都是计算错了的，你觉得怎么样在排除氧化镍影响的情况下，正确计算出他们的值嗯？
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苦逼是牛逼的伏笔。
54楼2015-05-20 17:46:20
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mapengsonny

银虫 (正式写手)
楼主您好，想请教您一个电化学的问题。我是做超级电容器的。电解液是1M的硫酸溶液。最近在为集流体的选择犯愁，我想用304不锈钢网做集流体，不知道这个可不可以，它有电化学活性吗？？谢谢！
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努力
55楼2015-07-03 21:32:49
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jiden

金虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
赝电容是指发生快速的氧化还原反应，而对锂离子电池来说，不管是插层还是化合或合金化，也都能算是氧化还原反应，如果这么认定的话，电池其实也是一种赝电容。从基本原理看，电化学储能无非是通过极化（双电层）或氧化还原反应（赝电容）来储能。这个时候，电池已经和赝电容的原理基本相同了，无非只是器件的结构与电解液具有不同差异。真正要区分出一种材料或器件到底是电容还是电池，还是得根据其功率密度和能量密度来进行区分，毕竟大家现在都在最求电池能具有高功率密度，电容能具有高能量密度，最终结果肯能就是功率密度和能量密度都高。楼主你怎么看？
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不要去抱怨，找到自己的不足，努力奋斗~
56楼2015-07-04 09:26:26
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)
引用回帖:
55楼: Originally posted by mapengsonny at 2015-07-03 21:32:49
楼主您好，想请教您一个电化学的问题。我是做超级电容器的。电解液是1M的硫酸溶液。最近在为集流体的选择犯愁，我想用304不锈钢网做集流体，不知道这个可不可以，它有电化学活性吗？？谢谢！

酸性条件下可用的基底一般是碳纤维材料，铜钛等不溶于酸的金属材料···虽说一般不锈钢材料都抗酸，但在强酸的电化学环境中还是要慎重使用的···
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资料读取中···
57楼2015-07-04 10:13:23
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)
引用回帖:
56楼: Originally posted by jiden at 2015-07-04 09:26:26
赝电容是指发生快速的氧化还原反应，而对锂离子电池来说，不管是插层还是化合或合金化，也都能算是氧化还原反应，如果这么认定的话，电池其实也是一种赝电容。从基本原理看，电化学储能无非是通过极化（双电层）或氧 ...

其实通，俗来说，电池也好，电容也好，多可以看做电容和电池行为的混合状态，只不过是程度问题···电池也可能含有电容行为，反过来实际当中赝电容也含有一定的电池行为，只是程度高低不同···原理上两者确实还是有区分的，不过从实际角度出发，最终无非是要落足于功率密度与能量密度，所以说通过功率密度和能量密度区分是一种可行的判断方法···但是功率密度和能量密度一般都是相互制约的，想要两个都高是很难的···
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资料读取中···
58楼2015-07-04 10:19:46
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)
引用回帖:
54楼: Originally posted by 催化小王子cp at 2015-05-20 17:46:20
看你说的很在理呢！不过像你说的能力密度、功率密度、比电容等都是计算错了的，你觉得怎么样在排除氧化镍影响的情况下，正确计算出他们的值嗯？...

可以用空白导电基底做一下对比测试，这就是俗称的“去基底”
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资料读取中···
59楼2015-07-04 10:22:33
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tianyufu

至尊木虫 (正式写手)
引用回帖:
42楼: Originally posted by 波--宝 at 2014-08-21 00:22:21
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？

涂电极是一门手艺，我也是手残党所以不用···其实涂电极比较核心的问题是分散，浆料做的均匀，重复性就基本解决了···
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60楼2015-07-04 10:24:24
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