金红石相TiO_2修饰的Li_4Ti_5O_(12)纳米片阵列作为一种高性能的锂离子超级电容器负极材料
详细信息 查看官网全文
- 英文论文题名：Rutile TiO_2 decorated Li_4Ti_5O_(12) nanosheet arrays as anode for high-performance hybrid supercapacitors
- 论文作者：高林 ; 黄德康 ; 申燕 ; 王鸣魁
- 英文论文作者：Lin Gao ; Huang ; mingkui wang ; Wuhan National Laboratory for Optoelectronics ; Wuhan National Laboratory for Optoelectronics
- 年：2016
- 作者机构：华中科技大学光电国家实验室;
- 论文关键词：锂离子超级电容器 ; LI_4Ti_5O_(12) ; 纳米片阵列
- 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;TQ131.11
- 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：2
- 文件大小：260k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
锂离子超级电容器(LICs)由于相对于传统的锂离子电池(<1000 W kg~(-1))具有更高的功率密度,同时相对于超级电容器(5-10 Wh kg~(-1))具有更高的能量密度,因此受到研究人员的关注~([1])。其正极材料一般采用碳材料,负极材料采用Fe_2O_3~([2]),Si~([3]),TiO_2~([4])和Li_4Ti_5O_(12)~([5])等。在锂离子超级电容器中,为了使负极与正极在充放电过程中完美匹配,人们一般选择倍率性能优异的材料作为负极材料。尖晶石型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))由于在充放电过程中体积形变几乎为零,具有优异的高倍率性能和循环稳定性,是一种理想的锂离子超级电容器负极材料。我们直接以金红石相TiO_2修饰的Li_4Ti_5O_(12)纳米片阵列(RLTO)为负极,以氮掺杂的碳纳米管(N-CNTs)为正极材料,组装成为锂离子混合超级电容器~([1]),其SEM图分别如图1a,b。这种器件具有优异的电化学性能,如图1c在300 W kg~(-1)功率密度下具有74.85 Wh kg~(-1)的能量密度,即使在7500 W kg~(-1)的功率密度下仍然具有36.04Wh kg~(-1)的功率密度。在2 Ag~(-1)的电流密度下循环5000次依然保持有83.3%的容量(图1d)。
Herein,we report on rutile TiO_2 decorated hierarchical Li_4Ti_5O_(12) nanosheet arrays(RLTO) for lithium ion hybrid supercapacitor application for the first time.The lithium ion hybrid supercapacitor,constructed with Li_4Ti_5O_(12)nanosheet arrays and nitrogen doped carbon nanotubes(N-CNTs),exhibits an ultrahigh energy density of 74.85 W h kg~(-1) at a power density of 300 W kg~(-1).And an energy density of 36.04 W h kg~(-1) can be still achieved even at an ultrahigh power density of 7500 W kg~(-1).
Herein,we report on rutile TiO_2 decorated hierarchical Li_4Ti_5O_(12) nanosheet arrays(RLTO) for lithium ion hybrid supercapacitor application for the first time.The lithium ion hybrid supercapacitor,constructed with Li_4Ti_5O_(12)nanosheet arrays and nitrogen doped carbon nanotubes(N-CNTs),exhibits an ultrahigh energy density of 74.85 W h kg~(-1) at a power density of 300 W kg~(-1).And an energy density of 36.04 W h kg~(-1) can be still achieved even at an ultrahigh power density of 7500 W kg~(-1).
引文
[1]Gao,L.;Huang,D.;Shen,Y.;Wang,M.J.Mater.Chem.A.2015,3:23570.
[2]Zhang,F.;Zhang,T.;Yang,X.;Zhang,L.;Leng,K.;Huang,Y.;Chen,Y.Energy Environ.Sci.2013,6:1623.
[3]Yi,R.;Chen,S.;Song,J.;Gordin,M.;Manivannan.A.;Wang,D.Adv.Funct.Mater.2014,24:7433.
[4]Wang,Q.;Wen,Z.;Li,J.;Adv.Funct.Mater.2006,16:2141.
[5]Kim,H.;Park,K.;Cho,M.;Kim,M.;Hong,J.;Jung,S.;Roh,K.;Kang,K.ChemElectroChem.2014,1:125.
[2]Zhang,F.;Zhang,T.;Yang,X.;Zhang,L.;Leng,K.;Huang,Y.;Chen,Y.Energy Environ.Sci.2013,6:1623.
[3]Yi,R.;Chen,S.;Song,J.;Gordin,M.;Manivannan.A.;Wang,D.Adv.Funct.Mater.2014,24:7433.
[4]Wang,Q.;Wen,Z.;Li,J.;Adv.Funct.Mater.2006,16:2141.
[5]Kim,H.;Park,K.;Cho,M.;Kim,M.;Hong,J.;Jung,S.;Roh,K.;Kang,K.ChemElectroChem.2014,1:125.