特殊形貌纳米钒氧化物的水热合成及其超电容性能的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:elvisivle
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为了解决日益严峻的能源紧缺与环境污染问题,人们在不断尝试开发新型的高功率、高能量能源存储及转换装置。而超级电容器由于具有比化学电池更高的功率密度和更长的循环寿命,以及比传统电容器更高的比能量,被认为是新一代主要储能装置之一。钒氧化物由于具有层状结构和独特的物理化学性质在近些年备受关注。本文共合成了三种纳米钒氧化物,并通过X射线衍射分析,红外光谱,拉曼光谱等对产物的结构进行表征,通过扫描电镜及透射电镜对产物的形貌进行分析。具体结果如下:以V2O5及葡萄糖为原料,通过水热法一步合成了具有核-壳结构的碳包覆V02(B),V02(B)/C复合材料由内部的V02(B)晶体和外面包覆的无定形的有机碳构成,材料形貌为纳米带状。通过循环伏安法和恒电流充放电法对产物的电化学性能进行测定。结果表明,材料具有良好的电容性能(189 F·g-1),较高的能量密度(178.4 W·h·kg-1)和功率密度(2525.9 W·k-1),以及良好的氧化还原反应可逆性。材料的含碳量越高,其初始电容量越低,但循环稳定性提高。以VO2(B)/C为原料,通过煅烧得到纯相V2O5。研究了煅烧温度和煅烧时间对材料电化学性能的影响。其初始电容量高达385 F·g-1,对应的功率密度和能量密度分别为231.7 W·h·kg-1及1980 W·kg-’。研究了煅烧温度和时间对产物电容性能的影响。以V2O5,H2O2以及LiOH为主要原料,通过温和的水热法及煅烧处理合成纯相的具有层状结构的LiV3O8纳米片。对其电化学性能进行了测定,其初始电容量达到288F·g-1,在循环100次后剩余电容量为98 F.g-1。
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