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科晶对于超级电容器储能应用改进

返回列表 来源:未知 发布日期:2021-01-12 09:04【

实验部分


超纯水净水机,EASYOURE Ⅱ,美国赛默飞公司;高 温箱式炉,KSL-1200X,合肥科晶材料技术有限公司;塑 化仪,Plastograph EC,德国布拉本德公司;电化学工作站, CHI 600E,上海辰华仪器公司;场发射扫描电镜(FE-SEM), S-3400N,日本日立公司;场发射透射电镜(TEM),Talos F200i,美国FEI公司;X射线衍射仪,XRD-6000,日本岛津 公司。将Fe@C材料、导电剂Super P和黏结剂PTFE按照8:1:1 的比例加入一定量的超纯水中,充分搅拌3 h,干燥过夜后 将得到的混合物压在一定大小的钛网上并在60 ℃的烘箱 中干燥1 h,即可获得Fe@C电极。三电极测试:将电极材料压在面积为0.25 cm2 的正方 体钛网上制成Fe@C电极作为工作电极,以Hg/HgO电极为 参比电极,铂片为对电极,电解质溶液为6 mol/L KOH,组成 三电极系统,对Fe@C材料进行电化学表征测试。其中,循 环伏安(CV)测试中扫描速率分别为1、2、5、10、20和50 mV/ s,恒流充放电(GCD)测试中电流密度分别为0.2、0.5、1、2和 5 A/g,测试电势区间为-1.2~-0.2 V。


结果与讨论


当扫描速率为50 mV/s时,在0.8 V及 1.0 V处依然存在一对氧化还原峰,证明材料中Fe单质具有 高电化学活性;GCD测试得到的比容量结果可以看 出,在0.2 A/g的电流密度下,Fe@C||Fe@C具有很高的比容 量(116 F/g),且随着电流密度的增加未发生大幅下降,这来 源于材料中Fe的快速可逆反应的赝电容贡献。将Fe@C材料制作成电极进行电化学测试,结果表 明,在6 mol/L KOH电解质中,当电流密度为0.2 A/g时,比电 容高达100.5 F/g。且随着电流密度的增加,比电容无明显 下降,速率性能优异。对于超级电容器,除储能性能外,循环稳定性也是重 要性能之一,决定了其使用寿命。为此,将Fe@C||Fe@C在 1 A/g的电流密度下进行充放电循环2 000圈,实验结果表明,其在长时间的循环后,依然还能保持97.3%的性能, 具备优异的循环稳定性能。