基于酸甲聚合物基的酸阳极的表面涂层工程,用于先进的离子电容器的胺离子合物
Jinghao Huo1, Yingjie Xiao1, Lifeng Zhang1
1School of Materials Science and Engineering, Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials, Institute of Frontier Science and Technology Transfer, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an 710021, China.
Journal of colloid and interface science
|October 10, 2024
概括
研究人员使用Bi-TAF涂层稳定了离子电容器 (SIC) 的酸盐 (HTO) 阳极. 这种增强的阳极材料显示出更好的容量,速率能力和循环稳定性,导致SIC中更好的能量和功率密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 泰坦酸 (H2Ti2O5·H2O,HTO) 是一个有前途的电池类型阳极,用于离子电容器 (SIC),由于其层次结构和Na+离子储存的低潜力.
- 然而,HTO的结构不稳定性,由不可逆转的Na+离子插入和晶格扭曲引起,限制了其性能,并与电容阴极产生不匹配.
- 表面涂层是一种可行的策略,可以稳定HTO结构并增强其动力反应,以提高SIC性能.
研究的目的:
- 为HTO纳米阵列设计表面涂层,以提高结构稳定性和电化学性能.
- 研究特定表面涂层对SIC中HTO阳极的速率能力,容量和周期寿命的影响.
- 为了评估使用修改后的HTO阳极的SIC的能量和功率密度.
主要方法:
- 使用与Bi3+离子 (Bi-TAF) 结合的酸甲聚合物 (TAF) 寡合物的表面涂层技术,在薄膜上涂覆HTO纳米阵列.
- 评估了电化学性能,包括容量,速率能力和循环稳定性,用于裸体HTO,HTO@TAF和HTO@Bi-TAF阳极.
- 进行了动力分析,以确定涂层材料的电容贡献.
主要成果:
- 与HTO和HTO@TAF相比,无粘合剂的HTO@Bi-TAF阳极表现出更高的特异性容量 (335.2 mAh g-1在0.1 A g-1) 和速率能力 (212.3 mAh g-1在2.0 A g-1).
- HTO@Bi-TAF表现出极好的循环稳定性,在2000个循环后保持97%的容量在1.0A g-1.
- 动力学调查显示,HTO@Bi-TAF在1.0mVs-1的电容贡献率为86%,结果的SIC实现了89.4Wh kg-1的能量密度和250W kg-1的功率密度.
结论:
- 双TAF聚合物涂层有效地提高了SIC的HTO阳极的结构保护和速率能力.
- 这种表面涂层策略提供了一种合理和有效的方法来提高基于的阳极材料的性能.
- 增强的HTO@Bi-TAF阳极提供了出色的速率能力和延长周期性能,使其适用于先进的SIC应用.
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