基于活性炭‖Na_0.44MnO₂的低成本、高倍率和长寿命碱性钠离子电池电容器

摘要

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_0.44MnO₂正极、活性炭（AC）负极、6mol·L^-1 NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_0.44MnO₂正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_0.44MnO₂正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC‖Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W·kg^-1时,能量密度达26.6 Wh·kg-1,循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50℃的高温和-20℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC‖Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

关键词

钠离子电池电容 / 碱性电解液 / 过充自保护 / 低成本 / 宽工作温程