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金属单原子在钠离子电容器中的应用进展
1
作者
张文武
张熊
+3 位作者
李晨
孙现众
王凯
马向东
《石油化工高等学校学报》
2025年第1期1-10,共10页
钠离子电容器是一种兼具钠离子电池和双电层电容器特点的新型储能器件。然而,钠离子电容器正负极动力学不匹配会导致其功率密度低、循环稳定性差。自单原子催化剂概念出现以来,由于其具备强大的催化活性、高原子效率、高选择性和稳定性...
钠离子电容器是一种兼具钠离子电池和双电层电容器特点的新型储能器件。然而,钠离子电容器正负极动力学不匹配会导致其功率密度低、循环稳定性差。自单原子催化剂概念出现以来,由于其具备强大的催化活性、高原子效率、高选择性和稳定性,因此在储能器件领域受到广泛关注。首先,阐述了钠离子电容器电极材料所面临的挑战,分析了钠离子电容器的储能机制;其次,介绍了单原子催化剂的特性和碳载金属单原子材料的制备方法;然后,总结了金属单原子材料在钠离子电容器中的应用进展;最后,对金属单原子在钠离子电容器中的应用前景进行了展望。
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关键词
钠离子电容器
单原子催化剂
金属单原子
合成方法
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职称材料
电化学置换反应制备石墨烯基纳米无定型锑复合阳极用于高性能钠离子电容器的构筑
被引量：
2
2
作者
米超林
秦玉莹
+6 位作者
黄欣莉
罗伊杰
张志薇
王成祥
石元昌
尹龙卫
王儒涛
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期24-27,共4页
锑(Sb),因其具有较高的理论比容量(660 mAh·g^(-1))、较低储钠电位(0.5–0.8 V vs.Na/Na^(+))和较高的密度(6.68 g·cm^(-3))等特点,被认为是一种理想的钠离子电容器的阳极材料。然而,在Na^(+)脱嵌过程中,Sb电极会发生较大的...
锑(Sb),因其具有较高的理论比容量(660 mAh·g^(-1))、较低储钠电位(0.5–0.8 V vs.Na/Na^(+))和较高的密度(6.68 g·cm^(-3))等特点,被认为是一种理想的钠离子电容器的阳极材料。然而,在Na^(+)脱嵌过程中,Sb电极会发生较大的体积变化,导致其容量快速衰减以及倍率性能变差,阻碍了Sb电极的实际应用。因此,本文提出一种可用于制备锚定在具有碳涂层的二维石墨烯表面的无定型Sb纳米颗粒的电化学置换方法。所制备Sb/石墨烯复合材料具有典型的二维复合结构,可大幅增加与电解液界面接触面积,缩短离子扩散路径,促进离子迁移与电子转移。进一步利用该复合材料作为阳极,自制活性炭作为阴极,构建出一种新型钠离子电容器。研究证实,该钠离子电容器工作电压可达4.0 V,可输出140.75 Wh·kg^(-1)的最大能量密度和12.43 kW·kg^(-1)的最高功率密度。综上,该研究结果可为钠离子储能器件用高容量锑基阳极材料的优化设计提供可借鉴的思路。
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关键词
石墨烯
锑基阳极
电化学置换反应
二维复合材料
钠离子电容器
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职称材料
全木质素衍生硬碳电极的制备及储钠性能研究
被引量：
1
3
作者
华梓锋
李庚辰
+4 位作者
吴瑶
林嫦妹
黄海
马晓娟
曹石林
《中国造纸学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期104-114,共11页
钠离子电容器结合了电池型负极的高能量密度和电容型正极的高功率密度,成为新一代储能器件,硬碳材料作为电池型负极,是当前的研究热点。本研究以制浆黑液为原料,通过提纯、预碳化和高温热解碳化制备木质素衍生硬碳材料,分析其石墨层间...
钠离子电容器结合了电池型负极的高能量密度和电容型正极的高功率密度,成为新一代储能器件,硬碳材料作为电池型负极,是当前的研究热点。本研究以制浆黑液为原料,通过提纯、预碳化和高温热解碳化制备木质素衍生硬碳材料,分析其石墨层间距、微晶结构等性质随碳化温度变化的规律,研究了木质素衍生硬碳电极的电化学性能及储钠机理。研究结果表明,随着碳化温度从800℃升高至1600℃,木质素衍生硬碳材料的石墨层间距从0.406 nm减小至0.378 nm,赝石墨层比例从52.69%升高至77.60%。此外,在木质素衍生硬碳电极充放电过程中,更多的Na^(+)在石墨层间嵌入和脱嵌,电极的平台容量从56.8 mAh/g提高至236.0 mAh/g;在斜坡容量变化不大的情况下,平台容量的大幅增加使木质素衍生硬碳电极的可逆容量高达333.7 mAh/g。根据恒电流间歇滴定技术(GITT)分析可知,Na+在木质素衍生硬碳电极中的存储机制符合“吸附-嵌入/填充”模型。
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关键词
木质素
硬碳
石墨化程度
平台容量
钠离子电容器
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职称材料
题名
金属单原子在钠离子电容器中的应用进展
1
作者
张文武
张熊
李晨
孙现众
王凯
马向东
机构
中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院
中国科学院电工研究所
出处
《石油化工高等学校学报》
2025年第1期1-10,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52377218)。
文摘
钠离子电容器是一种兼具钠离子电池和双电层电容器特点的新型储能器件。然而,钠离子电容器正负极动力学不匹配会导致其功率密度低、循环稳定性差。自单原子催化剂概念出现以来,由于其具备强大的催化活性、高原子效率、高选择性和稳定性,因此在储能器件领域受到广泛关注。首先,阐述了钠离子电容器电极材料所面临的挑战,分析了钠离子电容器的储能机制;其次,介绍了单原子催化剂的特性和碳载金属单原子材料的制备方法;然后,总结了金属单原子材料在钠离子电容器中的应用进展;最后,对金属单原子在钠离子电容器中的应用前景进行了展望。
关键词
钠离子电容器
单原子催化剂
金属单原子
合成方法
Keywords
Sodium-ion capacitors
Single-atom catalysis
Single-atom metal
Synthesis method
分类号
TQ152 [化学工程—电化学工业]
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
电化学置换反应制备石墨烯基纳米无定型锑复合阳极用于高性能钠离子电容器的构筑
被引量：
2
2
作者
米超林
秦玉莹
黄欣莉
罗伊杰
张志薇
王成祥
石元昌
尹龙卫
王儒涛
机构
山东大学材料科学与工程学院
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期24-27,共4页
基金
国家自然科学基金(52272224,5190218)
山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2021TSGC1149)
山东省高等学校青年创新团队发展计划(10000082295015)资助项目。
文摘
锑(Sb),因其具有较高的理论比容量(660 mAh·g^(-1))、较低储钠电位(0.5–0.8 V vs.Na/Na^(+))和较高的密度(6.68 g·cm^(-3))等特点,被认为是一种理想的钠离子电容器的阳极材料。然而,在Na^(+)脱嵌过程中,Sb电极会发生较大的体积变化,导致其容量快速衰减以及倍率性能变差,阻碍了Sb电极的实际应用。因此,本文提出一种可用于制备锚定在具有碳涂层的二维石墨烯表面的无定型Sb纳米颗粒的电化学置换方法。所制备Sb/石墨烯复合材料具有典型的二维复合结构,可大幅增加与电解液界面接触面积,缩短离子扩散路径,促进离子迁移与电子转移。进一步利用该复合材料作为阳极,自制活性炭作为阴极,构建出一种新型钠离子电容器。研究证实,该钠离子电容器工作电压可达4.0 V,可输出140.75 Wh·kg^(-1)的最大能量密度和12.43 kW·kg^(-1)的最高功率密度。综上,该研究结果可为钠离子储能器件用高容量锑基阳极材料的优化设计提供可借鉴的思路。
关键词
石墨烯
锑基阳极
电化学置换反应
二维复合材料
钠离子电容器
Keywords
Graphene
Sb anode
Galvanic replacement reaction
2D composite
Sodium-ion capacitor
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
全木质素衍生硬碳电极的制备及储钠性能研究
被引量：
1
3
作者
华梓锋
李庚辰
吴瑶
林嫦妹
黄海
马晓娟
曹石林
机构
福建农林大学材料工程学院
出处
《中国造纸学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期104-114,共11页
基金
国家自然科学基金(31770632)。
文摘
钠离子电容器结合了电池型负极的高能量密度和电容型正极的高功率密度,成为新一代储能器件,硬碳材料作为电池型负极,是当前的研究热点。本研究以制浆黑液为原料,通过提纯、预碳化和高温热解碳化制备木质素衍生硬碳材料,分析其石墨层间距、微晶结构等性质随碳化温度变化的规律,研究了木质素衍生硬碳电极的电化学性能及储钠机理。研究结果表明,随着碳化温度从800℃升高至1600℃,木质素衍生硬碳材料的石墨层间距从0.406 nm减小至0.378 nm,赝石墨层比例从52.69%升高至77.60%。此外,在木质素衍生硬碳电极充放电过程中,更多的Na^(+)在石墨层间嵌入和脱嵌,电极的平台容量从56.8 mAh/g提高至236.0 mAh/g;在斜坡容量变化不大的情况下,平台容量的大幅增加使木质素衍生硬碳电极的可逆容量高达333.7 mAh/g。根据恒电流间歇滴定技术(GITT)分析可知,Na+在木质素衍生硬碳电极中的存储机制符合“吸附-嵌入/填充”模型。
关键词
木质素
硬碳
石墨化程度
平台容量
钠离子电容器
Keywords
lignin
hard carbon
degree of graphitization
plateau capacity
sodium-ion capacitor
分类号
TS79 [轻工技术与工程—制浆造纸工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属单原子在钠离子电容器中的应用进展
张文武
张熊
李晨
孙现众
王凯
马向东
《石油化工高等学校学报》
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
电化学置换反应制备石墨烯基纳米无定型锑复合阳极用于高性能钠离子电容器的构筑
米超林
秦玉莹
黄欣莉
罗伊杰
张志薇
王成祥
石元昌
尹龙卫
王儒涛
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
全木质素衍生硬碳电极的制备及储钠性能研究
华梓锋
李庚辰
吴瑶
林嫦妹
黄海
马晓娟
曹石林
《中国造纸学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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