Nb2C MXene衍生Nb2O5多层纳米片的快速合成及其在锂离子电容器中的性能

作者：王鑫; 胡培; 周远明; 徐进霞; 蒋妍^*

来源：储能科学与技术, 2022, 11(01): 38-44.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0559

• 能量存储与转化
• 锂离子电容器
• Nb2O5
• 快速合成

近年来，随着电动汽车和储能领域的快速发展，锂离子电容器(LICs)因其高功率密度和相对较高的能量密度而备受关注。五氧化二铌(Nb2O5)因具有高容量和优异的倍率性能等特点，而成为最重要的负极材料之一。然而，目前报道的Nb2O5基负极材料的合成均需要复杂的制造工艺或做特殊处理。因此，本工作开发了一种通过氧化多层Nb2C MXene材料快速合成多层Nb2O5纳米片的方法。借助X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜技术(SEM)、比表面积分析、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术等测试表征手段，对所制得的多层Nb2O5纳米片进行了表征。在高温煅烧的初始阶段，前驱体由Nb2C MXene材料转变为正交Nb2O5(T-Nb2O5)，并保留了MXene材料的多层纳米片微结构。随着烧结时间的增加，转变为由伪六方Nb2O5(TT-Nb2O5)纳米颗粒组成的纳米片结构。与TT-Nb2O5纳米颗粒相比，多层T-Nb2O5纳米片电极显示出更高的比容量和更优异的倍率特性。同时，T-Nb2O5电极在半电池和锂离子混合电容器中都表现出优秀的循环性能。多层T-Nb2O5材料更加优异的储锂性能可能源于其多片层结构、准二维锂离子扩散通道和快速赝电容响应能力三者的协同作用。

• 单位
  湖北工业大学