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不同预钠化比例对AC//HC型钠离子电容器的性能影响
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作者 安仲勋 梁鹏程 杨重阳 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1679-1686,共8页
本工作以镍铁锰酸钠(NaNi_(0.4)Mn_(0.4)Fe_(0.2)O_(2),NMF)作为钠源,将不同比例的钠离子预掺杂到活性炭//硬碳(AC//HC)型钠离子电容器的HC负极,通过各项测试,研究分析了不同预钠化比例对钠离子电容器的电化学性能影响。结果表明,预钠... 本工作以镍铁锰酸钠(NaNi_(0.4)Mn_(0.4)Fe_(0.2)O_(2),NMF)作为钠源,将不同比例的钠离子预掺杂到活性炭//硬碳(AC//HC)型钠离子电容器的HC负极,通过各项测试,研究分析了不同预钠化比例对钠离子电容器的电化学性能影响。结果表明,预钠化比例提高至50%以上,AC//HC型钠离子电容器各项性能均得到显著提升,包含电压、直流内阻、容量、倍率性能、功率密度和循环性能等。当预钠化比例提高至80%时,在电压区间内呈现较好的线性曲线,放电容量达到83.73 mAh,与预钠化比例为0的电容器相比提升了3倍。以0.1 A(1.5C)的放电能量为基准计算不同电流下的放电能量保持率,大倍率电流3 A(44C)下的放电能量保持率达到79.35%,而预钠化比例为0的电容器在3 A(44C)电流下的放电能量保持率仅为26.35%。此外,当预钠化比例从0提高至80%时,功率密度从9807.89 W/kg提高至24498.51 W/kg。预钠化比例高于50%的电容器循环3000圈时的能量保持率仍然高于90%,且胀气程度较低。基于预钠化后的负极具有较低的OCV,能够相应地提升AC正极的工作电压范围,进而有效提高了容量和能量密度。与此同时,预钠化后的负极OCV降低,有利于形成致密的SEI膜,提高了HC负极表面SEI膜的稳定性。需要指出的是,预钠化比例需要控制在合适的范围内,以确保实现电容器电化学性能的最优化。本工作的研究结果为预钠化钠离子电容器的产业化进程提供了一定的科学基础。 展开更多
关键词 钠离子电容器 预钠化 镍铁锰酸钠 活性炭 硬碳
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