棒状V_(3)O_(7)•H_(2)O电极材料的制备及印刷超级电容器

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电化学性能。结果表明,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g(电流密度为0.3 A/g),经过5000次循环后电容保持率为85.9%,优于涂抹电极的比电容(246.0 F/g)和电容保持率(68.0%),这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。组装的纽扣超级电容器也表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g(0.5 A/g电流密度)和91.2%(5000次充放电循环),且当能量密度为22.0 W·h/kg时,功率密度最高可达4125.0 W/kg。

基于二维VO_(x)纳米带超级电容器的印刷制备及性能研究

钒氧化物具有较高的理论比电容,是一种理想的电极材料,结合丝网印刷工艺制备电极,具有广阔的应用前景。鉴于此,本研究采用简易的溶剂热法一步获得具有混合价态的二维氧化钒(VO_(x))纳米带,探究制备工艺对电极性能的影响,组装纽扣超级电容器。测试分析结果表明,制得的VO_(x)具有典型的纳米带结构,长宽比约为5.5,存在V^(4+)和V^(5+)混合价态,有VO_(2)和V_(3)O_(7)·H_(2)O两种晶型,具有丰富的介孔结构,比表面积高达85.18m^(2)/g。在电化学性能测试中,得益于VO_(x)的带状结构和油墨通过丝网印刷后的规则性排列,当电流密度为0.5A/g时,经100目网版印刷的VO_(x)电极比电容可达213.1F/g,且历经5000次循环后比电容保持率仍有90.1%,远优于涂抹电极。此外,当电解液浓度为1.5mol/L,封装压力为1.25T时,VO_(x)对称型纽扣超级电容器表现出最佳的电化学性能,比电容和电容保持率分别为238.2F/g(0.5A/g电流密度)和88.9%(5000次充放电循环),当功率密度为412.5kW/kg时,最高能量密度可达90.1Wh/kg,优于部分文献报道的钒氧化物超级电容器。本研究以VO_(x)纳米带为电极材料,结合丝网印刷并组装后获得性能优异的超级电容器,可为印刷储能器件提供可供借鉴的思路。