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近年来钠离子电容器逐渐成为电化学电容器领域研究的新热点,是一种混合型电化学电容器。相对于双电层电容器和钠离子电池,钠离子电容器综合了两者的优势性能,能更好的同时满足高能量、高密度的设备要求。对比有机电解液,水系电解液比有机电解液高出两个数量级的离子电导率,生产成本低,无须另外要求更高安全装置和外部保护电路防止过充,安全隐患小而且环境友好、操作简单等优点,因此选择水系钠离子电容器的电极材料为本文研究的重点。本文主要研究了磷酸钒钠(Na3V2(PO4)3)、钴酸钠(NaCo2O4)和锰酸钠(Na0.44MnO2)三种材料的制备和作为钠离子电容器正极材料的电化学性能研究。采用XRD、TEM、SEM表征手段测试材料的结构和形貌,采用循环伏安测试、恒流充放电测试、循环寿命测试和电化学阻抗测试方法将Na3V2(PO4)3、NaCo2O4和Na0.44MnO2三种正极材料与活性炭(Active Carbon,AC)负极材料组装的钠离子电容器的电化学性能。选取溶胶凝胶法制得的Na3V2(PO4)3和Na3V2(PO4)3/C复合材料,并对组装的钠离子电容器Na3V2(PO4)3/AC,Na3V2(PO4)3-C/AC进行电化学性能研究,在电压区间0-1.5V内,Na3V2(PO4)3-C/AC在电流密度0.65A/g下的比电容和比能量可达51.0F/g,15.9Wh/kg。Na3V2(PO4)3-C/AC经过100次循环寿命测试,比电容仍有80%的初始电容量;选取固相法和溶胶凝胶法采用不同焙烧温度制备出一系列的NaCo2O4材料,并对组装的钠离子电容器NaCo2O4/AC进行电化学性能研究,在电压区间0-1.5V内,不同条件制备的样品中选择最优的焙烧790℃的NaCo2O4/AC电容器,在电流密度1A/g下的比能量和比功率可达9.4Wh/kg,208.6W/kg。NaCo2O4/AC经过200次循环寿命测试,比电容仍有80%的初始电容量;选取固相法和溶胶凝胶法采用不同焙烧温度制备出一系列的Na0.44MnO2材料,并对组装的钠离子电容器Na0.44MnO2/AC进行电化学性能研究,在电压区间0-1.5V内,不同条件制备的样品中选择最优的焙烧900℃的Na0.44MnO2/AC电容器,在电流密度1A/g下的比能量和比功率可达7.6Wh/kg,208.3W/kg。Na0.44MnO2/AC经过500次循环寿命测试,比电容仍有80%的初始电容量。