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表面氧化构建核壳结构作为长寿命超级电容器负极材料

来源:石墨烯联盟|

发表时间:2021-07-28

点击:1463

高容量、长寿命负极材料的开发是限制超级电容器发展的重要因素。氮化钒(VN)作为一种新兴超级电容器负极材料,具有较高的理论比容量(1340 F g−1)和优异的电导率(~1.6 × 106 S m−1),然而其循环性能较差,容量衰减迅速。研究表明,在水系电解液中VN充放电过程中不可逆氧化形成的水溶性钒氧离子是其容量衰退的主要原因。


近日,东华大学游正伟教授和同济大学高国华副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文,利用表面氧化辅助策略原位构建了Ppy@VNO二元核壳纳米结构,并将其复合到氮掺杂石墨烯(NG)所筑的多孔导电网络骨架中。



该材料不仅兼具VNO高容量和Ppy导电的优点,而且表面氧化过程进一步优化了VN的价态组合,有效改善了其电化学储能性能。该材料作为超级电容器负极材料实现了650 F g−1的较高容量以及万次循环后容量的高稳定性。分析表明价态优化后的VN能够维持不同价态V的含量,证明了在充放电循环过程中V可在不同价态下进行可逆转换,从而使得其保持优异的稳定性。相关结果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1607-2。

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