過渡金屬鉬化物在鋰離子電容器中的研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源的日漸短缺，全球氣候的逐漸變暖生態(tài)環(huán)境日益惡化和人口的急劇增長，開發(fā)先進的能源存儲系統(tǒng)已經(jīng)顯得越來越重要。鋰離子電容器，由于其具有較高的能量密度與功率密度和較長的循環(huán)壽命，已經(jīng)在電動汽車(EV)和插入式混合動力電動汽車(PHEV)領域中引起了廣泛關注。在影響儲能器件性能的各種因素中，儲能電極材料起著關鍵作用，因此研究開發(fā)兼具高能量密度與高功率密度及循環(huán)穩(wěn)定性良好的新型儲能材料是人們研究的重點。

2、　　本文首先采用強氧化劑對天然石墨進行氧化（Hummer法）制得氧化石墨，然后再通過水熱反應制備了氧化鉬/石墨烯（G-MoO2）復合材料，利用X射線衍射（XRD），掃描電子顯微鏡（SEM），透射電子顯微鏡（TEM）以及熱重分析（TG）等分析手段對材料的物理性質進行了表征，并通過循環(huán)伏安（CV）、交流阻抗（EIS）、恒流充放電測試（GC）等電化學方法對其在鋰離子電容器中的電化學儲能性質進行了研究，并對其儲鋰機理及鋰離子遷移動力學行為進行了

3、初步探討。研究表明，MoO2與石墨烯復合后，有效地抑制了 MoO2顆粒的團聚現(xiàn)象，改善了 MoO2顆粒在充放電過程中由體積膨脹/縮小而引起的脫落；另外，MoO2顆粒附著在石墨烯層間和表面，構筑了強大的離子與電子的混合傳輸網(wǎng)絡，使得其倍率性能得以提高。結果表明：在0.05 A g-1的電流下，G-MoO2鋰離子電容器的電極容量達到624 F g-1，且經(jīng)過500次循環(huán)后，容量仍能保持原始容量的91％；即使在高大電流1 A g-1下，其容量

4、仍高達173.2 F g-1，表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能；當功率密度為150 W kg-1時，能量密度到達142.6 Wh kg-1，當功率密度繼續(xù)增大至3000 W kg-1時能量密度仍高達33.2 Wh kg-1。
　　本文還研究了氮化鉬/氮化石墨烯（MoN/NGS）復合材料用于鋰離子電容器的性能研究。結果表明，MoN納米顆粒良好的分散在NGS表面和層間，在0.05 A g-1的電流密度下質量比容量能達到422 F g-1；經(jīng)過90