李和顺，高立新，张大全，林　童



多孔碳负载五氧化二铌及其在超级电容器中的应用

李和顺1，高立新1，张大全1，林童2

（1上海电力学院环境与化学工程学院，上海市电力材料防护与新材料重点实验室，上海 200090；2Institute for Frontier Materials, Deakin University, Geelong, VIC 3216, Australia）

摘要：以间苯二酚、甲醛和草酸铌为原料，通过原位聚合和高温煅烧，制备出多孔碳负载的五氧化二铌（Nb2O5）材料。X射线粉末衍射和扫描电镜分析表明，负载在多孔碳表面上的五氧化二铌具有三维纳米凸起结构，属于正交晶型。循环伏安测试表明该复合材料的比电容达到290 F·g-1，并具有良好的大电流放电能力，5 A·g-1的放电电流下，容量可以达到108 F·g-1。0.5 A·g-1的首次放电容量为355 F·g-1（1.0～3.0 V vs. Li+/Li），100次循环后容量保持率为82%。通过对交流阻抗图谱和等效电路的模拟分析，对其电化学赝电容特性进行了讨论。该复合材料降低了电解液中离子在充放电过程中的迁移路径和扩散阻力，实现Nb2O5活性材料的多维度接触，提高了Nb2O5的导电性，改善了其超级电容特性。

关键词：五氧化二铌；多孔碳；超级电容器；复合材料；电化学；合成

引 言

超级电容器有着比电池更高的比功率以及更长的循环寿命，是最有前途的储能设备之一，近年来其电极材料的研究成为热点[1-2]。超级电容器中的赝电容材料以其氧化还原反应快且可逆及比容量高的特点，已经成为超级电容器研究中一个重要组成部分[3]。Dunn等[4-5]发现T-Nb2O5有着较高的理论比容量（200 mA·h·g-1，约360 F·g-1），较高的工作电位窗口（2 V），以及良好的循环性能，可以作为超级电容器的电极材料。……