以碳布为基底制备NaV6O15纳米棒及其电化学性能研究
2020-12-21刘万能毛志鹏朱小龙
江汉大学学报(自然科学版) 2020年6期
刘万能,倪 航,毛志鹏,田 玉,朱小龙,郑 广
(江汉大学 光电化学材料与器件教育部重点实验室,化学与环境工程学院,湖北 武汉 430056)
能源作为现代文明向前发展的基础和动力,在人们的日常生活中起着不可替代的作用。 21世纪以来,全世界对能源的需求量激增,尤其是清洁、高效和可再生的电能。但是电能难以存储,因此急需寻求一种高效的储能器件,比较有前景的储能器件有锂离子电池、超级电容器和燃料电池等。超级电容器的工作原理完全不同于电池,是一种具有优良储电性能和环境适应性的新型储能器件。超级电容器中最重要的部件是电极,其储能机制有双电层原理和赝电容原理。过渡金属氧化物通常作为赝电容器的电极材料,常见的有氧化钌[1]、二氧化锰[2]、氧化镍[3]和五氧化二钒(V2O5)[4]等。V2O5分为晶体和非晶体两种,非晶体V2O5具有二维层状结构,利于无机离子或有机体的嵌入[4],微溶于水,充放电过程中,离子反复脱出嵌入,易使其结构坍塌,严重影响循环性能[5];晶体V2O5为斜方晶系,由2 个钒原子与周围的5 个氧原子构成剧烈扭曲的钒氧八面体密集排列而成的层状结构,层与层之间通过范德瓦尔兹力连接,结构上较非晶体V2O5更稳定,但其导电性较差[6−7]。2019 年,李牧等[8]通过水热法制备了 CNT/Gr/V2O5复合材料,在 2 mV/s 扫描速率下比电容达到274 F/g。
NaV6O15也是一种钒盐,与V2O5一样具有层状结构,同时还有共价键的存在,共价键的支柱效应使其具备三维、刚性的孔道结构,因此相对于V2O5,NaV6O15的晶体稳定性更好[9−10],在电化学性能上也更佳。……
登录APP查看全文