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中原工學(xué)院制備出新型超級(jí)電容器電極材料

時(shí)間:2017-11-16 11:17來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者:史俊庭
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  記者從中原工學(xué)院先進(jìn)材料研究中心了解到,該中心教授米立偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),率先通過(guò)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),制備出具有高電子和離子導(dǎo)電性的空心刺球狀超級(jí)電容器電極材料。相關(guān)成果日前發(fā)表于《應(yīng)用材料與界面》雜志。
 
  據(jù)悉,超級(jí)電容器受電極材料導(dǎo)電性的限制,使得可逆電化學(xué)氧化還原反應(yīng)僅僅發(fā)生在電極材料的表面,這極大降低了電極材料的利用率。
 
  研究人員通過(guò)自生長(zhǎng)再犧牲模板法,成功設(shè)計(jì)制備出高電子和離子導(dǎo)電性的空心刺球狀堿式碳酸鎳鈷電極材料,其晶體結(jié)構(gòu)間豐富的金屬鍵為其提供了充足的電子傳輸通道,氫氧根和水在其一維鏈狀晶體結(jié)構(gòu)單元間的穿插為離子的快速傳輸提供了保障。
 
  測(cè)試顯示,研究人員設(shè)計(jì)制備出的堿式碳酸鎳鈷電極材料展現(xiàn)出卓越的倍率性能、比容量和長(zhǎng)的穩(wěn)定性。在電流密度提高100倍的情況下,電容器容量保持率高達(dá)96.2%;在20安每克的電流密度下,比容量高達(dá)108.3法拉每克;在20安每克下循環(huán)10萬(wàn)周,容量保持率高達(dá)85.8%。因此,該超級(jí)電容器電極材料具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
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