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Ag2WO4超级电容器电极材料的电化学特性

2021-09-12吕强高杨刘凯李彩娟吴英俊祖国美

牡丹江师范学院学报(自然科学版) 2021年3期

吕强 高杨 刘凯 李彩娟 吴英俊 祖国美

摘 要:以Ag2WO4为电化学活性材料,采用压片法制备超级电容器电极材料.通过X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等实验方法,辅以密度函数理论(DFT)计算,对Ag2WO4电极材料进行表征.K+离子嵌入Ag2WO4晶体在循环伏安模式下比电容最大能够达到1 344.7 F·g-1;在恒流充放电模式下最大可达到182.0 F·g-1.实验结果表明:基于K+离子嵌入/脱嵌机制的Ag2WO4电极材料在1 M KOH电解液中可展现良好的循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等电化学特性,具有较高的充放电循环稳定性和比电容保持率.

关键词:Ag2WO4;超级电容器;DFT计算;KOH电解液

[中图分类号]O469   [文献标志码]A

Abstract:In this paper,electrochemical active Ag2WO4-based electrode was prepared for supercapacitor by the powder pellet method.With the help of DFT calculation,the morphology and electrochemical property of Ag2WO4-based electrode were performed by XRD,SEM and electrochemical workstation.The experimental data showed that K+ insertion in Ag2WO4 crystal varies to a maximum specific capacitance of 1 344.7 F·g-1 in cyclic voltammetry,as well as 182.0 F·g-1 in galvanostatic charge-discharge.The experimental results indicate that, based on K+ ion insertion/intercalation mechanism,Ag2WO4-based electrode in 1 M KOH electrolyte has,on one hand,good cyclic voltammetry,charge discharge and AC.impedance,on the other hand,high cycle stability and specific capacitance.

Key words:Ag2WO4;supercapacitor;DFT calculation;KOH electrolyte

电化学超级电容器作为一种新型储能元件,因具有能量密度和功率密度高、循环寿命长、充电速度快以及安全性能高等特点备受关注.[1]高活性电极材料对超级电容器电化学性能的改善起到了决定性因素.由于价格优势,镍基、锰基以及钴基电极材料成为目前电极材料研究的热点[2-4],其他过渡元素电极材料如钨基(W)和钼基(Mo)材料也开始引起人们的注意,特别是在光催化和赝电容能量存储等领域.[5-6]本文以Ag2WO4为研究对象,采用溶剂热法制备其粉末样品,使用压片法制备电极材料,通过X射线衍射仪、扫描电镜和电化学工作站等实验方法,辅以DFT计算,研究Ag2WO4电极材料的电化学性能.

1 实验

1.1 材料的制备

称取0.15 g十二烷基苯磺酸钠(SDBF),1.466 2 g硝酸银,1.423 0 g钨酸钠,溶入30 mL去离子水中,室温下混合搅拌20 min后移入微型反应釜中,180 ℃保温24 h.产物用无……

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