电解液添加剂NaHCO3对多孔氮化铌纤维电化学性能的影响
2021-06-24崔静轩吕东风张学凤郭鑫鑫张澳寒魏恒勇卜景龙
材料工程 2021年6期
崔静轩,吕东风,张学凤,郭鑫鑫,刘 洁,张澳寒,崔 帅,魏恒勇,卜景龙
(1 华北理工大学 材料科学与工程学院,河北 唐山 063210;2 河北省无机非金属材料实验室,河北 唐山 063210;3 唐山市环境功能材料重点实验室,河北 唐山 063210;4 华北理工大学 新材料产业技术研究院,河北 唐山 063210)
随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,高效、清洁和可持续利用能源逐渐成为当今研究的主题之一。但太阳能、风能等可再生能源的获取严重受到天气、海拔等外界环境的影响,具有明显的不稳定性,因此储能技术成为能源产业发展的关键环节,开发稳定、高效和环保的储能设备已成为当务之急[1]。超级电容器作为一种重要的新兴储能装置,由于其高能量密度、高功率密度、循环寿命长和绿色环保等优点受到广泛关注[2-3]。而电极材料作为超级电容器的重要组成部分,决定了其储能性能的优异,因此制备一种兼具高能量密度和高功率密度的电极材料是提升电容器性能的关键[4-5]。过渡金属氮化物具有高导电性、快速充放电性能及高振实密度等优点,是一类极有发展潜力的电极材料[6]。其中,氮化铌具有低电阻率(200 μΩ·cm)、高导电性,兼具高价态特征,能在电化学反应过程中实现价态的转化,因此表现出较高的电化学活性,可作为新型电极材料应用到超级电容器中[7-9]。此外,将纤维进行多孔化处理,能够有效增加材料比表面积,有利于电解液中离子的渗透和扩散,明显提高离子传输速率,有效降低电极电阻,并且纤维中存在的孔道结构可以缓解充放电过程中产生的机械应力,进一步提升材料的电化学容量存储性能。……
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