編號：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電容器
作者：高潤洲 李國昌 陳軼群 曾譽 趙杰 吳強 楊立軍 王喜章 胡征
關鍵詞： 超級電容器 酸性電解質(zhì) 原位聚合凝膠電解質(zhì) 分級結構碳納米籠 水合三氧化鎢納米棒
機構： 南京大學化學化工學院介觀化學教育部重點實驗室
摘要： 發(fā)展非對稱超級電容器可有效提升超級電容器能量密度,選擇電極材料和電解質(zhì)是關鍵.分級結構碳納米籠因具有比表面積大、微孔-介孔-大孔共存、導電性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點,特別適合用作超級電容器電極材料.進一步通過N,S共摻雜引入贗電容、改善浸潤性,所得的氮硫共摻雜碳納米籠(NSCNC)在1 mol•L−1H2SO4溶液、電勢范圍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W6+/W5+的氧化還原反應實現(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作正負極材料、原位聚合高分子凝膠電解質(zhì)(IPGE/H2SO4)作準固態(tài)電解質(zhì)組裝的非對稱超級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,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超級電容器的優(yōu)異儲能性能,還提供了一種新的用于構建準固態(tài)超級電容器的原位聚合凝膠電解質(zhì).
