高比能石墨烯泡沫/钛酸钠-石墨烯泡沫钠离子电容器
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- 英文论文题名：A High-Energy Na-ion Capacitor by Integration of Graphene Foams Cathode with Na_2Ti_3O_7/Graphene Foams Anode
- 论文作者：董升阳 ; 申来法 ; 吴朗源 ; 张校刚
- 英文论文作者：Shengyang Dong ; Laifa Shen ; Langyuan Wu ; Xiaogang Zhang ; Jiangsu Key Laboratory of Materials and Technology for Energy Conversion ; College of Material Science and Engineering ; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
- 年：2016
- 作者机构：江苏省能量转换材料与技术重点实验室南京航空航天大学材料科学与技术学院;
- 论文关键词：钠离子电容器 ; 负极 ; 钛酸钠/石墨烯泡沫 ; 正极 ; 石墨烯泡沫
- 会议召开时间：2016-07-01
- 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十分会：化学电源
- 语种：中文
- 分类号：TM53;TB332
- 学会代码：ZGHY
- 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十分会 ; 化学电源
- 会议地点：中国辽宁大连
- 主办单位：中国化学会
- 学会名称：中国化学会
- 页数：1
- 文件大小：161k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
钠离子电容器作为一种新型的储能器件,兼顾了电池的高能量密度和双电层电容器高功率、长寿命的优点,近年来受到人们的广泛关注~([1])。但由于正负极电化学反应的动力学不匹配,使得钠离子电容器的循环性能不佳。另外,商业化活性炭正极非法拉第反应存储的能量要远小于负极法拉第反应存储的能量。因此要提高钠离子电容器的整体性能,最重要的两点是,寻找具有快速嵌入动力学的负极材料;提高正极碳材料的比容量~([2])。基于此,我们分别合成了具有高倍率特性的三维钛酸钠/石墨烯泡沫负极以及大容量的石墨烯泡沫正极,并以此电极组装成的钠离子电容器表现出了高的能量密度(61.6 Wh kg~(-1),基于正负极活性物质的总质量,下同)、高的功率密度(4 kW kg~(-1))及长的循环稳定性(0.5 A g~(-1)电流密度下循环3000次后容量保持率为80%以上)。
The challenges for Na-ion capacitors(NICs) have been to improve the high rate and cycling performance for intercalation anode and the high capacity for capacitive cathode.Here,the high performance sodium-ion capacitor is developed based on 3D Na_2Ti_3O_7/graphene foams(NTO/GFs) anode and graphene foams(GFs) cathode without metal current collectors or conducting additives.Bebefiting from the unique 3D free-standing cathode and anode,the GFs//NTO/GFs configuration achieves a high energy density of 61.6 Wh kg~(-1),high power dendity of 4 kW kg~(-1)and a superb cycling stability over 3000 cycles(capacitance retention > 80%).
The challenges for Na-ion capacitors(NICs) have been to improve the high rate and cycling performance for intercalation anode and the high capacity for capacitive cathode.Here,the high performance sodium-ion capacitor is developed based on 3D Na_2Ti_3O_7/graphene foams(NTO/GFs) anode and graphene foams(GFs) cathode without metal current collectors or conducting additives.Bebefiting from the unique 3D free-standing cathode and anode,the GFs//NTO/GFs configuration achieves a high energy density of 61.6 Wh kg~(-1),high power dendity of 4 kW kg~(-1)and a superb cycling stability over 3000 cycles(capacitance retention > 80%).
引文
[1]Chen,Z.;Augustyn,V.;Jia,X.;Xiao,Q.;Dunn,B.,Lu,Y.,ACS Nano 2012,6:4319.
[2]Dong,S.;Shen,L.;Li,H.;Pang,G.;Dou,H.,Zhang,X.,Adv.Funct.Mater.,DOI:10.1002/adfm.201600264.
[2]Dong,S.;Shen,L.;Li,H.;Pang,G.;Dou,H.,Zhang,X.,Adv.Funct.Mater.,DOI:10.1002/adfm.201600264.