編號(hào)：CYYJ01764
篇名：基于原位聚合凝膠電解質(zhì)的碳納米籠//三氧化鎢納米棒超級(jí)電容器
作者：高潤(rùn)洲 李國(guó)昌 陳軼群 曾譽(yù) 趙杰 吳強(qiáng) 楊立軍 王喜章 胡征
關(guān)鍵詞： 超級(jí)電容器 酸性電解質(zhì) 原位聚合凝膠電解質(zhì) 分級(jí)結(jié)構(gòu)碳納米籠 水合三氧化鎢納米棒
機(jī)構(gòu)： 南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 發(fā)展非對(duì)稱超級(jí)電容器可有效提升超級(jí)電容器能量密度,選擇電極材料和電解質(zhì)是關(guān)鍵.分級(jí)結(jié)構(gòu)碳納米籠因具有比表面積大、微孔-介孔-大孔共存、導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),特別適合用作超級(jí)電容器電極材料.進(jìn)一步通過(guò)N,S共摻雜引入贗電容、改善浸潤(rùn)性,所得的氮硫共摻雜碳納米籠(NSCNC)在1 mol•L−1H2SO4溶液、電勢(shì)范圍0~1 V、電流密度1 A•g−1下表現(xiàn)出337 F•g−1的高比容量.水合三氧化鎢(WO3•0.6H2O)納米棒通過(guò)W6+/W5+的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)H+的嵌入與脫出,在-0.55~0.3 V、5 A•g−1下表現(xiàn)出454 F•g−1的高比容量.以NSCNC和WO3•0.6H2O作正負(fù)極材料、原位聚合高分子凝膠電解質(zhì)(IPGE/H2SO4)作準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)組裝的非對(duì)稱超級(jí)電容器的工作電壓為1.5 V,其倍率性能非常接近于在H型電解池中以1 mol•L−1H2SO4為電解液的器件,而遠(yuǎn)優(yōu)于以傳統(tǒng)聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)作凝膠電解質(zhì)的器件,其根源是原位聚合的IPGE/H2SO4與電極材料之間建立了有效的電荷傳輸界面,改善了H+離子的傳導(dǎo),有效降低了電壓降.本工作不僅展示了酸性介質(zhì)中NSCNC//WO3•0.6H2O超級(jí)電容器的優(yōu)異儲(chǔ)能性能,還提供了一種新的用于構(gòu)建準(zhǔn)固態(tài)超級(jí)電容器的原位聚合凝膠電解質(zhì).
