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电容电池作为一种新型的储能器件,具有循环寿命长、对环境友好和可快速充放电的优点,可广泛地应用在储能电源和动力电源两大领域。但水系电池的能量密度往往偏低,因此开发高性能的正负极材料已经成为国内外的研究热点。Ti3C2Tx具有与石墨烯类似的层状结构,但稳定性优于石墨烯,Li+等离子扩散电压低于石墨烯,可作为水系电容电池的负极材料。本文旨在探究Ti3OC2Tx的最佳制备条件,以及Ti3C2Tx在不同的锂、钠、镁盐中的储能性能。其具体内容如下:考察不同反应试剂、不同HF浓度、不同反应时间、温度以及不同超声时间对制备Ti3(C2Tx相的影响,从而优选出制备Ti3C2Tx的最佳条件。当反应时间为18h,超声时间为24 h时,用HF处理Ti3AlC2制备的Ti3C2Tx相具有层状结构形貌,通过XRD、ICP、EDS和Raman表征也表明Ti3AlC2中的A1已基本被除去。Ti3C2Tx电极在0.5 mol·dm-3 Na2S04、1 mol·dm-3 NaCl和NaN03中的电化学测试结果显示:发现S042-对Na+在TI3C2Tx电极中的吸附和脱附影响最小,当放电电流密度为50 mA·g-1时,其放比容量达到70.2 mAh·g-1。而Cl-和N03-,对于电极的性能都有较大的影响。在0.5、1和1.5 mol·dm-3 Na2S04中的电化学性能测试结果显示:Ti3C2Tx电极在1 mol·dm-3 Na2SO4中具有更佳的倍率性能,在电流密度为200 mA·g-1下循环500圈放电比容量仍有55 mAh·g-1。以λ-MnO2为正极、Ti3C2Tx为负极组成钠离子电容电池,其电池电压高达2.4 V,电流密度为20 mA·g-1时放电比容量可达到76.7 mAh·g-1,同时具有较好的循环稳定性。通过恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试手段,探究了 Ti3C2Tx电极在0.5 mol·dm-3 Li2S04、1 mol·dm-3 LiCl和LiN03中的性能,发现硫酸根对锂离子在Ti3C2Tx电极表面的吸/脱附和插入脱出的影响最小,当放电电流密度为50 mA·g-1时,其放比容量达到98.0 mAh·g-1。通过测试Ti3C2Tx电极在0.2、0.5和1 mol·dm-3 Li2SO4中的电化学性能发现:Ti3C2Tx电极在0.5mol·dm-3Li2SO4中具有更佳的倍率性能;在电流密度为100 mA·g-1下的循环500圈后,放电比容量仍然保持在90 mAh·g-1左右。以LiMn204为正极、Ti3C2Tx为负极组成锂离子电容电池电容电池具有良好的倍率性能和循环性能,其电压也可达到2.4 V,发现在电流密度为20 mA·g-1时,放电比容量可达到 103mAh·g-1。在0.5 mol·dm-3 MgSO4、MgCl2和Mg(NO3)2中,对Ti3C2Tx电极进行电化学性能测试,发现Ti3C2Tx电极MgCl2在中的性能较好,当电流密度为5OmA·g-1时,其放电比容量达到86.3 mAh·g-1。通过测试Ti3C2Tx电极在0.5、1和2mol·dm-3 MgCl2中的电化学性能发现:Ti3C2Tx电极在1mol·dm-3 MgCl2中具有更佳的倍率性能;在200 mA·g-1电流密度下的循环500圈放电比容量仍然保持在63.5 mAh·g-1左右,库伦效率也终维持在100%左右,说明电极具有极好的循环稳定性。