论文部分内容阅读
混合电容器是指具备电池特性和电容行为的电极材料分别作为正负极所构成的电容器.它能充分利用正负极材料不同的电化学工作区间来提高整个电容器的工作电压窗口，从而有效提高能量密度，同时仍兼具电容器长寿命、高功率密度的固有特点.但是，混合电容器的能量密度仍不及锂离子电池，这主要受限电极材料的活性和电解液的工作电位这两个方面.针对电极材料，我们成功制备出一系列高电化学活性的正极纳米材料(树叶状二氧化锰(MnO2)、聚苯胺纳米线(PANi)、花状氢氧化钴(Co(OH)2)、三氧化二铁/石墨烯复合材料(Fe2O3/RGO)、二氧化锰/三维石墨烯复合材料(MnO2/TGO)、层状镍钴氧化物(Ni-Co oxide)、氮化钒/三维石墨烯复合材料(VN/TGO)等)和负极纳米材料(石墨烯量子点(GQDs)、多孔炭棒(APDC)、多孔石墨烯(AG)、花状氮化钒(VN)、三维石墨烯(TGO)等).并以为基础，设计出水系基高功率特性的MnO2//GQDs、PANi//GQDs微型“叉指”电容器，高能量密度特性的的Ni-Co oxide//APDC、Ni-Co oxide//AG和Co(OH)2//VN新型混合电容器.针对电解液，我们选用离子液体作为电解液，成功组装了工作窗口为3.5 V、能量密度为68 Wh kg-1的MnO2/TGO//TGO混合电容器；首次利用Fe2O3在离子液体中的赝电容行为开发出高工作窗口(4V)和高能量密度(174 Wh kg-1)的APDC//Fe2O3/RGO不对称电容器；充分利用氮化钒较宽的Li离子脱嵌电化学窗口的特性，开发出高电压输出(4.5V)和高能量密度(＞150 Wh kg-1)的APDC//VN/TGO锂基混合电容器.