藤蔓结构NiCo-MOF@CNTs复合电极材料制备及性能
任国行
顾波
杨小芹
彭晓雪
魏金雨
贾嘉
林喆
秦志宏
中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州 221116
摘要：超级电容器是一种高性能电化学储能装置,具有功率密度高、循环稳定性强、充放电速率快等特点,在可再生能源存储中发挥重要作用.为提高超级电容器性能,满足日益增长的能源储存需求,利用水热法制备NiCo-MOF@CNTs复合电极材料,通过改变碳纳米管(CNTs)添加量,使复合材料储能特性达到最优.CNTs不仅增加了材料的比表面积和导电性,还与NiCo-MOF形成独特的藤蔓结构,其中NiCo-MOF构成藤蔓的叶片,为电荷存储提供活性位点,而CNTs构成与叶片相连接的茎蔓,将电子源源不断传递至活性中心,改善电化学性能.与未添加CNTs相比,效果最好的NiCo-MOF@CNTs5 的比表面积由25.65 m2/g增至44.27 m2/g,平均孔径由37.86 nm降至18.99 nm,孔径分布更有利于电解质离子的扩散与传输;在 1A/g电流密度下,比电容高达 1 569 F/g,电流密度增至 20A/g时,倍率性能高达74%,高于未加入CNTs的NiCo-MOF电极材料(42.6%).组装成非对称超级电容器后,在1A/g电流密度下比电容为194 F/g,电流密度增至20A/g时比电容仍有 147 F/g;在 5A/g电流密度下经5 000 次充放电循环后,比电容保有率 91.2%;在 759 W/kg功率密度下的能量密度高达50.63 Wh/kg,功率密度提至17.3 kW/kg仍能实现41.94 Wh/kg高能量密度.
关键词：超级电容器金属有机骨架水热法碳纳米管藤蔓结构
分类号：TQ152(电化学工业)
资助基金：国家自然科学基金(51674260)
论文发表日期：2024-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 76-86 )
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