钠离子电容器及储钠材料的研究

The super capacitor is a new important energy efficiency and energy storage devices between the traditional electrolytic capacitors and batteries, and has wide application prospect. This has profound significance to the sodium ion capacitor in-depth research and development! It is not only conducive to drive on sodium storage electrode material and sodium ion conductor materials, new development, deepen their understanding of the material stored energy behavior, but also can promote construction the storage system test analysis technology platform. This project aims to solve the key problem of electrode material design with sodium ions, with different structure of graphite anode and cathode sodium storage, deployment of appropriate increase electrolyte composition or modified electrode materials to achieve effective control of storage anion and cation of Kulun efficiency, reversible capacity and cycle performance. Electrochemical properties of the energy storage device can be improved，and to explore the relationship between its structure and performance, for the future into the practical application stage to lay a good foundation.

超级电容器是一类介于传统电解电容器和电池之间的一种新型重要的高效能源与储能器件，具有广泛的应用前景。对钠离子电容器展开深入的研发具有深远的意义！不仅有利于带动对新的储钠电极材料及钠离子导体材料的开拓，加深对该类材料的储能行为规律的认识与了解，而且可以促进储能系统的测试分析技术平台的建设。本项目拟解决的关键问题是设计具有钠离子的电极材料，采用不同结构石墨正极和储钠负极，调配合适的电解液组分或者修饰电极材料来达到有效调控存储阴阳离子的库伦效率、提高可逆容量和循环性能。同时可以改善储能器件的电化学性质，探索其结构与性能之间的关系,为未来进入实用化应用阶段打下了良好的基础。

钠离子电容器及储能材料是一类新型重要的高效能源与储能器件，具有广泛的应用前景，研究有利于带动对新的储钠电极材料及钠离子导体材料的开拓，加深对该类材料的储能行为规律的认识与了解，我们提出了“钠离子电容器”的构想，在该种电容器中，负极材料采用低电势范围内可逆储钠的电极材料，电解液为溶解钠盐的有机系溶液，正极材料为高电势范围内可逆储存阴离子的电极材料，比如多孔炭，石墨（可与ClO4-, PF6-, BF4-等阴离子形成嵌层化合物）。该电源体系中，只有负极材料一侧关系钠离子的存储和释放（对应全器件的放电过程），正极一侧的电荷储藏机理基本上和钠离子无关，主要涉及阴离子。该种电源体系和“钠离子电池”（正负极两侧全是储钠材料）相比较，从机理上就能绕开钠离子正极材料在电压上的损耗。在价格上比“锂离子电容器”明显处于优势。本项目设计了具有钠离子的电极材料，采用不同结构石墨正极和储钠负极，调配合适的电解液组分或者修饰电极材料来达到有效调控存储阴阳离子的库伦效率、提高可逆容量和循环性能。研究了一种很有前途的高电位正极材料阴离子石墨嵌层化合物，进行了无电势平台的储钠正极材料及其在钠离子电容器中的应用研究，采用水热方法合成了二硫化钼-碳复合材料(MoS2-C)用作钠离子电容电池负极，也表现出了较好的循环稳定性。同时改善了储能器件的电化学性能，探索了其结构与性能之间的关系, 由于钠资源的充沛，可以大幅度降低储能器件的成本，为未来进入实用化应用阶段打下了良好的基础。