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二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料及其制备方法和应用
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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成果简介
超级电容器是一种新型储能装置,具有充电时间短,使用寿命长,功率密度高,工作温度范围宽,循环稳定性好等优点,在现代电子工业等很多领域具有广阔的应用。电极材料作为超级电容器关键部分,从根本上决定了超级电容器的最终性能。因此电极材料的高稳定性,较大比表面积,良好的导电性和较低的内阻,是提高超级电容器比电容和使用寿命的关键因素。 多金属氧酸盐作为超级电容器的电极活性物已有研究,但比电容均比较低,是由于活性面积比较小,导电性弱,一直未能得到广泛应用,如何扩大活性面积、提高材料的导电性等,是材料研究追求的目标。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
目前的策略多数使用简单的或者被修饰的多酸盐作为电极活性物,只能改变其形貌和组成,很难从根本上提高材料的性能。而基于{cow8nao32}夹心poms的制备及其作为电极材料的研究尚未见报道。本发明要解决现有多金属氧酸盐作为超级电容器的电极活性物活性面积小,导电性弱的技术问题,而提供二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料及其制备方法和应用。 二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料,其分子式为[{na14co2bi2w2o5(h2o)36}(cow8nao32)2]·h2o。 本发明的{cow8nao32}独特的二十核杂金属夹心poms电极材料的结构是由两个中心对称的{cow8nao32}聚氧阴离子,中间配位一个特殊的二十核杂金属氧簇单元{na14co2bi2w2o5(h2o)36}构成。在这个独特的多核杂原子团簇
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
{na14co2bi2w2o5(h2o)36}中,有一个晶体学独立的钴(co2)离子、一个钨(w2)离子、一个铋(bi1)离子和八个钠(na1-na8)离子。co2与6个氧原子采用八面体配位方式,氧原子来自于两个{cow8nao32}团簇中的三个o原子、二十核杂金属单元的三个o原子组成。w2与{cow8nao32}团簇中的两个o原子和二十核杂金属单元中的三个o原子和一个水分子构成八面体几何结构。且所有的na离子都在二十核杂金属单元中配位。co2、w2、bi1、na离子通过μ-o原子形成两个十核金属氧簇,它们又通过μ-o原子进一步相互连接,形成独特的二十核杂金属结构单元。每个二十核结构单元通过na3连接的μ-o原子形成无限的一维链。链与链之间通过na3和{cow8nao32}共同连接的μ-o原子形成二维面。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料的制备方法,具体按以下步骤进行: 一、将bi(no3)3·5h2o溶解在浓盐酸溶液中,得到溶液a; 二、将na2wo4·2h2o溶解在蒸馏水中,搅拌至溶液澄清,加热至75℃~95℃,再搅拌10~15分钟,得到溶液b; 三、将co(no3)2·6h2o溶解在蒸馏水中,得到溶液c; 四、将步骤一得到的溶液a加入到步骤二得到的溶液b中,然后加热至85℃~95℃并保持搅拌10~20分钟,再在搅拌的同时加入溶液c,然后继续恒温搅拌10~15分钟,加入浓盐酸调节ph值为6.2~7.2,恒温搅拌3~4小时,冷却至室温,常压过滤,并将滤液冷藏40~50天,即完成所述二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料的制备方法
不少于150字
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评价专家组综合意见
一、循环伏安曲线:在三电极体系(0.5m-1mh2so4电解质溶液)电压窗口为1~-0.2v的条件下,分别在5、10、20、30、50和100mvs-1的扫描速度下测试电极材料的循环伏安曲线。循环伏安曲线存在一对氧化还原峰,表明该夹心poms形成的电容为赝电容。随着扫描速度的增加,循环伏安曲线的形状并未发生改变,表明该夹心poms具有稳定的电化学性能。二、恒流充放电曲线:在三电极体系(0.5m~1mh2so4电解质溶液)电压窗口为1~-0.2v的条件下,分别在1、2、3、5和10ag-1的电流密度下测试电极材料的恒流充放电曲线。通过cs=(i×δt)/(m×δv)公式得到,最高比电容为2268fg-1。三、循环稳定性测试:在三电极体系下(0.5m-1mh2so4电解质溶液),电压窗口为1~-0.2v的条件下,10ag-1的电流密度下循环1000次,其保留率为99.2%,表明该电极材料稳定性很好。四、交流阻抗测试:测试了电极材料恒流充放电循环1000次前后(0.5m-1mh2so4电解质溶液)的交流阻抗谱图,电极材料的电化学转移电阻分别为3.07和3.39ω,表明电极材料循环前后变化不大。 本发明制备的二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料具有稳定的电化学性能;该材料在电压窗口为1~-0.2v的条件下,10ag-1的电流密度下循环1000次,其保留率为99.2%,表明该电极材料稳定性很好;经测试本发明电极材料最高比电容为2268fg-1;并且该电极材料的电化学转移电阻分别为3.07ω和3.39ω,表明电极材料循环前后变化不大。 本发明制备的二十核杂金属夹心多金属氧酸盐电极材料作为电极材料应用在超级电容器中。
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