氮化钒/多孔碳纳米复合颗粒:一种新型对称超级电容器电极材料
Novel Hybrid Nanoparticles of Vanadium Nitride/Porous Carbon as An Anode Material for Symmetrical Supercapacitor
Yunlong Yang, Kuiwen Shen, Ying Liu, Yongtao Tan,Xiaoning Zhao, Jiayu Wu, Xiaoqin Niu, Fen Ran
Nano-Micro Lett. (2017) 9: 6.
http://doi.org/10.1007/s40820-016-0105-5
内容简介
环境友好的高性能电极材料是能源转换与储存领域的重要研究方向。与锂电池相比,超级电容器具有功率密度高、循环寿命长、响应时间快等优点,但是较低的能量密度制约其实际应用与发展。
兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室冉奋教授课题组利用简单的热解法,以V2O5干凝胶和三聚氰胺为原料在相对低温下(800℃)制备了氮化钒/多孔碳纳米复合材料。
该材料具有优异的电化学性能和电容特性:电流密度1.0 A/g下最大比容量达到255.0 F/g,用于对称超级电容器器件时,0.5 A/g下最大比容量达43.5 F/g,功率密度为575 W/kg时的能量密度达到8.0Wh/kg。甚至当功率密度增大到2831.5 W/kg时,能量密度仍高达6.1 Wh/kg。
图文导读
1 氮化钒/多孔碳纳米颗粒(VN/PCNPs)的合成
通常,在磁力搅拌下将2g V2O5粉末缓慢加入到60mL 30wt%H2O2中直至形成凝胶来制备V2O5干凝胶,然后在40℃下真空干燥24小时。 之后,将磨碎的V2O5干凝胶粉末和三聚氰胺完全机械混合。在N2气氛下,以5°C/min的温度速率在管式炉中将用作前体的混合物加热至800°C,并在800°C保持3 h,获得黑色VN/CNP。
2 VN/CNPs的具体形态,结构和组成
图4a,b)V2O5干凝胶的典型高-低放大倍率SEM图像。由图b)知所制备的V2O5干凝胶的形态显示没有明显的孔和纳米颗粒聚集体。图4c)显示制备了平均粒径为20 nm的混合纳米颗粒,这与从TEM(图4d,e)获得的尺寸一致。图4f)EDX谱图显示产物主要由C,N和V组成。
3 VN/PCNPs的电化学性能
图7a) 制备的VN/CNP-10在5~50 mV/s的不同扫描速率下的代表性CV曲线;图7b) VN/CNP-10在电流密度从0.5~5.0 A/g变化时的恒电流充放电曲线。
作者简介
主要研究方向:
高分子设计与合成;高分子能源材料;生物医用高分子;高分子膜材料及改性。
主页链接:
http://ge.lut.cn/htm/20179/99_1804.htm
相关阅读
1 纳米片组装的金属有机框架球形结构:高效超级电容器及其电催化性能
2 三维Co-Al层状双氢氧化物:新型长期稳定性和高效性超级电容器纳米材料
3 高性能碳基柔性全固态微型超级电容器:用石墨烯杂化墨水喷墨印制
4 泡沫镍上制备NiCo2O4/rGO/NiO三明治异质结构的高性能超级电容器电极
5 NML研究论文 | “高颜值”可穿戴超级电容器:改性聚氨酯人造革电解质提高可穿戴性
关于我们
Impact Factor:4.849
Nano-Micro Letters 是上海交通大学主办的英文学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯,在 Springer 开放获取(open-access)出版。可免费获取全文,欢迎关注和投稿。
E-mail:editorial_office@nmletters.org
Tel:86-21-34207624
扫描下列二维码 | 加入QQ群交流讨论
关注期刊网站
点击阅读原文可在 Springer 免费获取全文