对于储能系统,同时实现高能量密度和高功率密度仍是一个巨大的挑战.电化学超级电容器通过表面吸附或表面氧化还原反应实现储能,是解决上述问题的潜在方法之一.本论文报道了一种新型高氮掺杂(9.29 at.%)黑色二氧化钛(TiO2-x:N)超级电容...对于储能系统,同时实现高能量密度和高功率密度仍是一个巨大的挑战.电化学超级电容器通过表面吸附或表面氧化还原反应实现储能,是解决上述问题的潜在方法之一.本论文报道了一种新型高氮掺杂(9.29 at.%)黑色二氧化钛(TiO2-x:N)超级电容器电极材料.该材料具有独特的微观结构,由高导电的非晶壳层和一个纳米晶核组成.在酸性电解液中,该材料可以通过氮参与的氧化还原反应(TiO2-xNy+z H++ze■-TiO2-xNyHz)可逆地与质子结合实现能量的高效快速储存,实现极高的比电容(2 mV s-1扫速下容量高达750 F g-1,1 A g-1电流密度下容量可达707 F g-1)、高倍率特性(极高电流密度20 A g-1时容量仍可达503 F g-1)和长时间循环下的高稳定性.作为一种新型超级电容器电极材料,氮掺杂黑色二氧化钛或将引领金属氧化物型超级电容器的复兴.展开更多
本研究利用结构设计理念将TiNCl应用于高倍率锂离子电池,并解释其储能机理.由于Ti-N层的高导电性,它可作为电子导电单元.由Cl层构成的多面体通道有助于锂离子的传输,并作为离子传输单元.此外,由于TiNCl中的Cl带负电的特性,负极材料在1 m...本研究利用结构设计理念将TiNCl应用于高倍率锂离子电池,并解释其储能机理.由于Ti-N层的高导电性,它可作为电子导电单元.由Cl层构成的多面体通道有助于锂离子的传输,并作为离子传输单元.此外,由于TiNCl中的Cl带负电的特性,负极材料在1 mV s^(-1)下的赝电容贡献率高达99.5%.而在50 C的高倍率下,经过1000次循环后,它依旧保持极高的可逆比容量(202 mA h g^(-1)).这种基于结构单元的设计理念对于研发高性能新型电极材料具有指导意义.展开更多
基金National Key Research and Development Program(2016YFB0901600) National Natural Science Foundation of China(61376056)+1 种基金 Science and Technology Commission of Shanghai(14520722000,16JC1401700) Shanghai Science and Technology Development Funds(16QA1404200)
基金financially supported by the National key R&D Program of China(2016YFB0901600)the Key Research Program of Chinese Academy of Sciences(QYZDJ-SSWJSC013)Chen IW was supported by U.S.Department of Energy BES grant DE-FG02-11ER46814used the facilities(Laboratory for Research on the Structure of Matter)supported by NSF grant DMR-1120901。
文摘对于储能系统,同时实现高能量密度和高功率密度仍是一个巨大的挑战.电化学超级电容器通过表面吸附或表面氧化还原反应实现储能,是解决上述问题的潜在方法之一.本论文报道了一种新型高氮掺杂(9.29 at.%)黑色二氧化钛(TiO2-x:N)超级电容器电极材料.该材料具有独特的微观结构,由高导电的非晶壳层和一个纳米晶核组成.在酸性电解液中,该材料可以通过氮参与的氧化还原反应(TiO2-xNy+z H++ze■-TiO2-xNyHz)可逆地与质子结合实现能量的高效快速储存,实现极高的比电容(2 mV s-1扫速下容量高达750 F g-1,1 A g-1电流密度下容量可达707 F g-1)、高倍率特性(极高电流密度20 A g-1时容量仍可达503 F g-1)和长时间循环下的高稳定性.作为一种新型超级电容器电极材料,氮掺杂黑色二氧化钛或将引领金属氧化物型超级电容器的复兴.
基金supported by China Postdoctoral Science Foundation(2020M671242 and 2021T140688)the Special Research Assistant program of CASthe Super Postdoctoral Fellow Program of Shanghai。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(21871008 and 51972326)the Key Research Program of Chinese Academy of Sciences(QYZDJ-SSW-JSC013)+1 种基金the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality(22ZR1471300)the Youth Innovation Promotion Association CAS。
文摘本研究利用结构设计理念将TiNCl应用于高倍率锂离子电池,并解释其储能机理.由于Ti-N层的高导电性,它可作为电子导电单元.由Cl层构成的多面体通道有助于锂离子的传输,并作为离子传输单元.此外,由于TiNCl中的Cl带负电的特性,负极材料在1 mV s^(-1)下的赝电容贡献率高达99.5%.而在50 C的高倍率下,经过1000次循环后,它依旧保持极高的可逆比容量(202 mA h g^(-1)).这种基于结构单元的设计理念对于研发高性能新型电极材料具有指导意义.
