高比能新型超級電容器微納結(jié)構(gòu)電極材料的可控構(gòu)筑與電化學(xué)性能.pdf

1、當(dāng)前，儲能器件的構(gòu)造隨著人們對小、薄、輕和柔性電子裝置的快速增長的需求而演變。最近在器件構(gòu)造方面的發(fā)展為超級電容器的進一步應(yīng)用提供了便利。然而，超級電容器的實際應(yīng)用仍然面臨能量密度較低、循環(huán)性能差等挑戰(zhàn)性的問題。開發(fā)高比容量電極材料以及組裝高能量密度的新型超級電容器器件是目前研究的熱點。本論文工作主要研究可控構(gòu)筑高性能超級電容器的微納結(jié)構(gòu)新型電極材料以及組裝高能量密度的新型超級電容器器件，具體的研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　?。?）通過

2、溫和的電化學(xué)途徑成功地在康銅絲上制備了具有PEDOT表面改性的多孔NiO/Ni(OH)2(PNC)納米花結(jié)構(gòu)材料。所獲得的PNC/PEDOT電極在4mA cm–2的電流密度下顯示出了404.1mF cm–2（或80.8F cm–3）的高比電容，并且在1000次循環(huán)后具有82.2％的電容保持率的高穩(wěn)定性?；赑NC/PEDOT線形電極與活性炭線形電極制備了的全固態(tài)線形超級電容器，可以在1.45V的電壓下穩(wěn)定地工作，并且在功率密度達到0.3

3、3mW cm–2時能量密度為0.011mW h cm–2。這項工作提供了一種用于制備高性能線形超級電容器電極的簡單、低成本的有效方法。
　?。?）基于WS2/rGO凝膠復(fù)合電極和Fe2O3/C布電極分別作為正負極的柔性非對稱超級電容器器件。由一步剝離和功能化方法簡單有效的制備了自支撐WS2/rGO凝膠復(fù)合電極，其在1mA cm–2的電流密度下顯示出了38.9mF cm–2的高比電容。得益于超薄納米片的較大比表面積保證了快速的離子傳

4、輸通道?；谠揥S2/rGO凝膠電極的柔性非對稱超級電容器在1.5V的電壓窗口下表現(xiàn)出了89.7mF cm–2的高比電容和0.19mW h cm–3的高能量密度，同時還具有較好的長循環(huán)性能。這些結(jié)果表明WS2/rGO氣凝膠是相當(dāng)適合和有前途的高性能柔性超級電容器電極材料。
　?。?）使用自組裝的正交相五氧化二鈮和碳（T-Nb2O5@C）納米線作為負極和商業(yè)活性炭作為正極，設(shè)計和構(gòu)建了高性能鋰離子混合超級電容器。采用微波溶劑熱法結(jié)合

5、后續(xù)熱處理的方式，合成了3D相互連接的T-Nb2O5@C納米線，其在1.0~3.0V的電壓范圍內(nèi)在0.1A的電流密度下表現(xiàn)出188mA h g–1的高比容量。得益于這種獨特的3D相互連接框架和高性能離子嵌入贗電容的協(xié)同效應(yīng)，基于該自組裝T-Nb2O5@C納米線的混合超級電容器實現(xiàn)了60.6W h kg–1的高能量密度和8.5kW kg–1的高功率密度，并具有優(yōu)異的長循環(huán)性能。由于合成方法的簡單可控以及顯著的電化學(xué)性能，本工作為制備高能量