隨著清潔和可持續(xù)能源的迅速發(fā)展,高性能儲(chǔ)能裝置引起了人們的極大關(guān)注。作為新型的儲(chǔ)能器件,鈉離子電容器的兩個(gè)電極分別為電池性和電容型電極。其中,電池型電極通過(guò)鈉離子在電極體相中的法拉第反應(yīng)存儲(chǔ)能量,具有高的能量密度;電容型電極通過(guò)發(fā)生雙電層反應(yīng)儲(chǔ)能,即陰離子在電極/電解液界面發(fā)生物理吸脫附,具有功率密度高和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。因此,鈉離子電容器兼具鈉離子電池和雙電層電容器的優(yōu)勢(shì),表現(xiàn)出高能量密度、高功率密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的特點(diǎn)。但是,電池型電極中鈉離子遲緩的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)難以與電容型電極相匹配,限制了鈉離子電容器優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。針對(duì)負(fù)極材料中鈉離子遲緩的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),具體的研究思路和內(nèi)容如下:（1）二維層狀結(jié)構(gòu)的二硫化鉬（MoS2）具有資源豐富、理論比容量高的優(yōu)勢(shì),大的層間距有利于鈉離子的快速擴(kuò)散,是制備高能量密度、高功率密度鈉離子電容器的理想負(fù)極材料。針對(duì)二硫化鉬負(fù)極導(dǎo)電性差、易團(tuán)聚、體積膨脹嚴(yán)重的缺陷,選擇將二硫化鉬與碳材料復(fù)合以改善其電化學(xué)性能。通常使用的碳材料為石墨烯、碳納米管、碳纖維等,具有成本高、制備工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。選擇工業(yè)廢棄物甘蔗渣作為生物質(zhì)碳源,將得到的三維多孔碳與二硫化鉬進(jìn)行復(fù)合,... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２鈉離子電池工作原理的圖示［１６］

電池的隔膜，如玻璃纖維等。??１．４．３鈉離子電容器的工作原理??圖１．３為鈉離子電容器儲(chǔ)能機(jī)理的示意圖。如圖所示，以電池型負(fù)極和電容??型正極組成的器件為例，簡(jiǎn)單闡釋了對(duì)應(yīng)的充放電過(guò)程。充電時(shí)，電子從正極經(jīng)??外電路流向負(fù)極，同時(shí)，電解液中的鈉離子通過(guò)發(fā)生嵌入／合金化／轉(zhuǎn)化反應(yīng)，嵌??入負(fù)極材料中，電解液中的陰離子（比如ＰＦｒ或ｃｉｏｒ）向正極迀移，并通過(guò)吸??附在正極表面形成雙電層，完成能量的儲(chǔ)存。放電時(shí)，陰離子從正極表面脫附，??鈉離子通過(guò)發(fā)生可逆反應(yīng)從負(fù)極材料進(jìn)入到電解液中。從以上可以看出，鈉離子??電容器的儲(chǔ)能機(jī)理兼具兩種方式：一種是雙電層儲(chǔ)能，是物理的方式，另一種是??

?７??距在減�。▓D１．４），小的層間距不利于鈉離子的嵌入／脫嵌。文中通過(guò)第一性原理??計(jì)算出適合鈉離子擴(kuò)散的最小層間距為０．３８?ｎｍ。因此，７００?°Ｃ制備的樣品（３ＤＦＣ－??７００）具有較高的可逆比容量、優(yōu)異的倍率和循環(huán)穩(wěn)定性。以活化后的３ＤＦＣ－７００??作正極，以３ＤＦＣ－７００為負(fù)極，組裝的鈉離子電容器可在０－４Ｖ的電壓區(qū)間內(nèi)工??作，其能量密度為１１０?Ｗｈｋｇ４，可以媲美鈉離子電池，功率密度（２０?０００Ｗｋｇ＿０??可以與雙電層電容器相提并論。在２．０Ａｇ４時(shí)，循環(huán)１００００圈后，損失了?２０％的??比容量。??國(guó)■■■??Ｋ?松?ｄ＾Ｏ－ＳＳｎｉｎ?５＂棚丨Ｍ?ｄｉｗ－０．３４ｍｎ??ｓｍａ??－?Ｊ?—＾?－ｉ?＾?ｒ?ｈＪ??；?????？???？＿Ｉ?：；．：｜?ｒ－?■?????????■?????Ｉ?．Ｗｆ?１?１?＇?１???１???１?＇??＃？?＆？．＃．＜?ａ．ｔ?ｔｔ?ｉ．８?ｕ?�。�？?ｉ．？?Ｂｅ?６ｉ?ａｉ?ａｔ?〇，＿？?，?９?，?ｊ?，，?，６?？，？?ｓｊ?？，ｉ?？；ｉ?ｉａ?ｕ?ｉ．ｊ?＊．＊?Ｗ?Ｍ?Ｍ?＇?＊?？４?ｉ


本文編號(hào)：3351720