五氧化二釩電極材料的制備及其在電化學(xué)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、電化學(xué)電容器作為一種新型的儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文通過SEM、XRD、BET等物理分析手段研究了實(shí)驗(yàn)制備的五氧化二釩的物理構(gòu)型，用循環(huán)伏安和恒流充放電等電化學(xué)方法研究了活性炭和五氧化二釩的電化學(xué)電容特性。 ⑴.通過循環(huán)伏安和恒流充放電實(shí)驗(yàn)證明了活性炭電極在工作電位窗內(nèi)具有良好的可逆性，電極過程沒有出現(xiàn)質(zhì)量發(fā)生轉(zhuǎn)移的法拉第反應(yīng)氧化-還原過程，說(shuō)明碳基電容器的儲(chǔ)能是“靜電”型的，這有利于電容器的大功率放電；

2、通過容量衰減實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有良好循環(huán)性能；通過實(shí)驗(yàn)研究了三種不同的電解液(1.0mol/L LiClO4/EC+DMC、1.0mol/L LiPF6/EC+DEC+DMC、1.6mol/LEt4NBF4/AN)對(duì)碳基電容器性能的影響，發(fā)現(xiàn)以LiClO4/EC+DMC(1:1)混合液為電解液制備的電化學(xué)電容器具有較好的循環(huán)性能和充放電特性。 ⑵.利用化學(xué)沉淀法制備了亞微米級(jí)V2O5粉末，并采用SEM、XRD等測(cè)試手段對(duì)其物理性質(zhì)進(jìn)行

3、了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)制備的V2O5粉末顆粒為球形，顆粒平均粒徑約在440nm左右，且具有較好的結(jié)晶度；采用BET法對(duì)制得的樣品進(jìn)行了比表面積測(cè)試，根據(jù)多點(diǎn)法計(jì)算出樣品的比表面積為43m2/g；用所制得的V2O5粉末制成電極片，組裝成模擬電容器分別在水系電解液和有機(jī)系電解液中進(jìn)行了循環(huán)伏安測(cè)試和恒流充放電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在水系電解液中以KCl為電解液所獲得的比容量最大，5mV/s下得到的比容量為142F/g;三種有機(jī)電解液均表現(xiàn)了一定的贗電容特性，但相

4、比之下，1.0mol/L，LiClO4/(EC+DMC)的循環(huán)與容量性能都是最佳的。容量在500mA/g的電流密度下能達(dá)到8.4Wh/kg，且充放電效率達(dá)到98％。 ⑶.在實(shí)驗(yàn)制備的V2O5粉末中分別摻雜了鎳和碳，研究了不同摻雜量對(duì)材料電容性能的影響，發(fā)現(xiàn)摻雜鎳的電極材料在中、低摻雜量時(shí)，比容量隨著摻雜含量的增加而增加，但在高摻雜量時(shí)，比容量有所下降，所獲得的比容量分別為10.2Wh/kg、11.4Wh/kg和5.6Wh/kg;