【摘 要】
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可持续发展理念的提出对能量存储器件提出了更高要求,其中超级电容器在快速充放电和高功率密度方面具有独特优势,极具应用前景。但是面对实际工作需求时,超级电容器仍然需要在保证长效服役稳定性的前提下,进一步提高其能量密度。本文采用两步溶剂热法实现泡沫镍表面原位合成NiTe基复合电极材料,并从微结构、储能机理以及应力应变分析等方面对其电化学性能进行了系统的评价。主要研究结果如下:(1)采用“乙二胺-氢氧化钾
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可持续发展理念的提出对能量存储器件提出了更高要求,其中超级电容器在快速充放电和高功率密度方面具有独特优势,极具应用前景。但是面对实际工作需求时,超级电容器仍然需要在保证长效服役稳定性的前提下,进一步提高其能量密度。本文采用两步溶剂热法实现泡沫镍表面原位合成NiTe基复合电极材料,并从微结构、储能机理以及应力应变分析等方面对其电化学性能进行了系统的评价。主要研究结果如下:(1)采用“乙二胺-氢氧化钾”体系,在泡沫镍表面原位合成了纳米片层交错生长的NiTe活性物质层,随后以此为基体,制备出具有“三明治”结构的NiS/NiTe/Ni电极材料。在电流密度为2.2 A g-1时,该复合电极表现出969.14 F g-1的高比电容以及长达50000次循环的优异循环稳定性。(2)通过探究复合电极材料的结构协同机制,发现NiTe和NiS之间的顺序体积应变机制可以有效改善NiS/NiTe/Ni电极中活性物质的应力分布,从而赋予复合电极优异的循环稳定性。此外,组装的非对称电容器不仅在功率密度为916.60 W Kg-1时能量密度达到了 44.92 W h Kg-1,而且其在大电流密度下经历200000次GCD循环后依然保持高的电化学性能。(3)采用“乙醇胺-氢氧化钾”体系,实现了泡沫镍表面原位生长NiTe活性物质层。并且以此为基体,复合Co9S8活性物质,构建出具有“三明治”结构的高容量高循环稳定性Co9S8/NiTe/Ni复合电极材料。该电极不仅在2 Ag-1电流密度时表现出1890 F g-1的比电容,而且在大电流密度下依然表现出优异的稳定性,有望应用于兼具高能量密度和高稳定性的超级电容器中。
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