基于硒化物和碲化物的非對(duì)稱超級(jí)電容器的研究.pdf

1、非對(duì)稱超級(jí)電容器(ASC)兼具了雙電層電容器及法拉第贗電容器的特點(diǎn)，并且可以利用兩種工作電位窗口不同的電極材料通過(guò)匹配互補(bǔ)來(lái)最大化地?cái)U(kuò)展電容器的工作電位窗口，從而有效提升能量密度（E=1/2CV2），因此，非對(duì)稱超級(jí)電容器的研究已引起人們極大關(guān)注。非對(duì)稱電容器的比電容往往是由正極材料性質(zhì)所決定的，正極材料通常為一些贗電容材料(如金屬氧化物、金屬硫化物和導(dǎo)電聚合物等)，它們可以通過(guò)法拉第氧化還原反應(yīng)獲得較大的贗電容。相較于金屬氧化物和硫化

2、物，硒化物和碲化物作為非對(duì)稱超級(jí)電容器正極材料的研究報(bào)道目前還是較少見(jiàn)的。金屬硒化物和碲化物作為重要的氧族化合物，其在催化劑、污水處理和染料太陽(yáng)能電池等諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用證實(shí)了其具有優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)，因此硒化物和碲化物可能是一類(lèi)富有發(fā)展前景的電極材料。本文采用具有3D骨架結(jié)構(gòu)且導(dǎo)電性良好的泡沫鎳為基底，利用水熱法合成了納米硒化物和碲化物電極材料，通過(guò)在同一電解質(zhì)體系中使用兩種占據(jù)著不同電位窗口的電極材料組裝成非對(duì)稱電容器，并研究了其電化學(xué)

3、性能。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　(1)利用一步水熱法將介孔Co0.85Se納米片原位生長(zhǎng)于泡沫鎳基底上，并作為超級(jí)電容器的電極材料。Co0.85Se電極展現(xiàn)出卓越的贗電容性能，其質(zhì)量比電容可以達(dá)到1378.0F g-1和831.2F g-1(電流密度為1A g-1和20A g-1時(shí))。此外，利用Co0.85Se和AC分別作為電容器的正、負(fù)極材料，組裝成Co0.85Se//AC非對(duì)稱超級(jí)電容器，實(shí)現(xiàn)了高的質(zhì)量比電容和寬的工作電位

4、窗口。其能量密度高達(dá)39.7Wh kg-1并擁有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在2000次循環(huán)后，只有大約3.7％的電容損失。
　　(2)通過(guò)水熱過(guò)程將Ni0.85Se生長(zhǎng)于泡沫鎳基底上，用作超級(jí)電容器的電極材料。該電極材料顯示出較高的質(zhì)量比電容，在電流密度為1Ag-1時(shí)其比電容達(dá)到1115.0F g-1。為了擴(kuò)展工作電位窗口，Ni0.85Se和AC電極被組裝成了Ni0.85Se//AC非對(duì)稱電容器。該電容器成功將電容器的工作電位窗口從0.5

5、5V擴(kuò)充到1.6V,并伴隨有高的能量密度(32.2Wh kg-1)和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　(3)將水熱生長(zhǎng)于泡沫鎳基底上的CoTe納米薄片作為超級(jí)電容器的電極材料，該電極也展現(xiàn)出顯著的贗電容性能，最大質(zhì)量比電容可以達(dá)到1021.2F g-1。CoTe與AC電極組裝成的非對(duì)稱電容器同樣可以在1.6V的高壓條件下穩(wěn)定工作，其能量密度最大可以達(dá)到32.3Wh kg-1。為了進(jìn)一步提升CoTe//AC非對(duì)稱電容器的能量密度，將K4Fe(