纳米MOFs及其衍生物在超级电容器中的研究进展
2021-06-23王思楠梁雪梅韦金云潘玉洁农甜甜谭学才黄在银
无机盐工业 2021年6期
沈 威,王思楠,梁雪梅,韦金云,潘玉洁,农甜甜,周 燕,谭学才,黄在银
(广西民族大学化学与化工学院,广西南宁530006)
能源短缺和环境污染是当今人类社会所面临的主要挑战之一。在能源开发和利用中,能量储存和转换是关键环节。超级电容器作为一种新型能量储存技术,不仅具有快速充放电、优异倍率性能、高能量密度和功率密度的特性,还兼具循环寿命长和环保等优点,是一种有广泛应用前景的能量存储装置[1]。电极活性材料的优劣直接决定器件性能的高低,因此,研究电极活性材料的种类、形貌特征及其活性物质组分为提高超级电容器性能提供丰富的电极材料支撑,还为超级电容器在电动汽车及各种电子产品上的应用奠定了理论基础。
按照储能机理的不同,超级电容器可分为双电层电容(EDLC)器、法拉第赝电容器和混合型超级电容器[2]。双电层电容器的工作原理是当两个电极在外电场作用下,电极/溶液界面溶液中的阴、阳离子分别向正、负极迁移,在电极表面形成双电层;而撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷相互吸引从而在正负级间产生相对稳定的电位差。当两极与外电路连通时,因电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,这就是双电层电容器的充放电机理,如图1a所示。目前,双电层电容器的电极活性材料主要以碳材料或掺杂N的碳材料为主。法拉第赝电容器储存电荷的过程主要是由于电解液离子(如H+、OH-、K+或Li+)与电极活性物质发生的氧化还原反应而造成的。……
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