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长寿命、高倍率超级电容器电极材料的研究
——三明治型MoO3/C插层复合物的原位合成

2016-07-02季红梅

常熟理工学院学报 2016年2期

季红梅,杨 刚

(常熟理工学院化学与材料工程学院,江苏常熟215500)

长寿命、高倍率超级电容器电极材料的研究
——三明治型MoO3/C插层复合物的原位合成

季红梅,杨刚

(常熟理工学院化学与材料工程学院,江苏常熟215500)

摘要:利用典型的二维材料α-MoO3为前驱物,设计并合成了一种特殊的α-MoO3层和石墨烯插层复合材料.三明治型的MoO3/C杂化电极材料具有宽的离子扩散通道,低的电荷迁移电阻和稳定的结构,因此具有优异的储能特性.在1 A·g-1的电流密度下,MoO3/C复合物的比容量为331 F·g-1;10 A·g-1时,比容量保持率达到71%.除此,该材料还具有良好的循环稳定性,在1 000~10 000圈的循环过程中比容量基本无衰减.优异的倍率性能使该电极材料具有高功率密度(12.0 kW·kg-1)和能量密度(41.2 Wh·kg-1).

关键词:二维材料;MoO3;C;插层;超级电容器

超级电容器兼有常规电容器功率密度大和充电电池能量密度高的优点,成为新型的绿色能源.寻求具有高倍率性能和长循环寿命的电极材料是超级电容器得以有效应用的关键.层状过渡金属氧化物层间反应位点多,因此具有作为高倍率性能的超级电容器电极材料的潜力[1-2].目前,该类材料受到储能领域研究工作者的广泛关注.然而,层状化合物由于层与层之间的紧密堆积和弱的电子导电性使得离子和电子很难达到层间反应位点,从而没有表现出理想的电荷存储性能[3].

目前,石墨烯与层状材料层层组装成薄层2D纳米片被尝试用来解决上述问题.该方法需精细操作,产物产量低且复……

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