鈉離子電容器正極材料制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)鈉離子電容器逐漸成為電化學(xué)電容器領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)，是一種混合型電化學(xué)電容器。相對(duì)于雙電層電容器和鈉離子電池，鈉離子電容器綜合了兩者的優(yōu)勢(shì)性能，能更好的同時(shí)滿足高能量、高密度的設(shè)備要求。對(duì)比有機(jī)電解液，水系電解液比有機(jī)電解液高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)的離子電導(dǎo)率，生產(chǎn)成本低，無(wú)須另外要求更高安全裝置和外部保護(hù)電路防止過(guò)充，安全隱患小而且環(huán)境友好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇水系鈉離子電容器的電極材料為本文研究的重點(diǎn)。
　　本文主要研究了磷酸釩

2、鈉(Na3V2(PO4)3)、鈷酸鈉(NaCo2O4)和錳酸鈉(Na0.44MnO2)三種材料的制備和作為鈉離子電容器正極材料的電化學(xué)性能研究。采用XRD、TEM、SEM表征手段測(cè)試材料的結(jié)構(gòu)和形貌，采用循環(huán)伏安測(cè)試、恒流充放電測(cè)試、循環(huán)壽命測(cè)試和電化學(xué)阻抗測(cè)試方法將Na3V2(PO4)3、NaCo2O4和Na0.44MnO2三種正極材料與活性炭（Active Carbon，AC）負(fù)極材料組裝的鈉離子電容器的電化學(xué)性能。選取溶膠凝膠法制

3、得的Na3V2(PO4)3和Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，并對(duì)組裝的鈉離子電容器Na3V2(PO4)3/AC，Na3V2(PO4)3-C/AC進(jìn)行電化學(xué)性能研究，在電壓區(qū)間0-1.5V內(nèi)，Na3V2(PO4)3-C/AC在電流密度0.65A/g下的比電容和比能量可達(dá)51.0F/g，15.9Wh/kg。Na3V2(PO4)3-C/AC經(jīng)過(guò)100次循環(huán)壽命測(cè)試，比電容仍有80％的初始電容量；選取固相法和溶膠凝膠法采用不同焙燒溫度制備出

4、一系列的NaCo2O4材料，并對(duì)組裝的鈉離子電容器NaCo2O4/AC進(jìn)行電化學(xué)性能研究，在電壓區(qū)間0-1.5V內(nèi)，不同條件制備的樣品中選擇最優(yōu)的焙燒790℃的NaCo2O4/AC電容器，在電流密度1A/g下的比能量和比功率可達(dá)9.4Wh/kg，208.6W/kg。NaCo2O4/AC經(jīng)過(guò)200次循環(huán)壽命測(cè)試，比電容仍有80%的初始電容量；選取固相法和溶膠凝膠法采用不同焙燒溫度制備出一系列的Na0.44MnO2材料，并對(duì)組裝的鈉離子電容