广东不锈钢丝网在电容器中的使用

广东不锈钢丝网在电容器中的使用

超级电容器作为储能装置,具有功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、环境友好等优点,广泛应用于新能源的传输、电动汽车、电力运输、航天科技、通讯、消费性电子产品等领域。电极材料是超级电容器的重要组成部分,对于电容器的性能有着决定性的作用,因此成为了国内外研究的热点。三氧化钨（WO3）作为一种过渡金属氧化物材料,可以应用于赝电容电容器电极。该材料具有复杂多变的微观形貌,可以与电解液充分接触,为充放电过程提供更大的比表面积以及更多的活性位点。同时其具有多种晶体结构,为电解液中的离子进出晶格提供了便利,有利于提升超级电容器的比电容。由于钨元素价态的变化,WO3材料中还会产生氧空位,氧空位的出现有利于电荷移动,改善了材料的导电性,可以有效地降低材料的内阻。本文分别采用水热法、电化学沉积法在不同基底上制备得到了WO3纳米球、WO3@不锈钢网和WO3@碳布材料,并对其电化学性能进行了系统的分析,并对其机理进行了探索.

为了研究与集流体的结合方式对于电极材料性能的影响,使用水热法在不锈钢网（SSM）基底上直接生长了毛球状三维结构的WO3纳米球,制得了WO3@不锈钢网一体化超级电容器阴极。表征结果显示,不锈钢网基底与生长在其表面的WO3纳米棒构成了第一级的三维立体网络,同时由WO3纳米棒自组装构成的毛球状的WO3纳米球附着于第一级的三维结构上,长度为20 nm到100 nm不等的纳米棒堆叠构成的结构可视作孔径在20 nm至100 nm的多孔结构,这样的结构构成了第二级的三维立体网格。双重的三维结构为离子进入提供了方便,有效提升了电极材料的比电容。电化学测试结果表明,2 mA cm-2的电流密度下其比电容为可达8.35F cm-2,当电流密度增大20倍时,样品的倍率性能为45.5%,当电流密度增大50倍时,倍率性能为33.7%;且在经过了10000次耐久测试后仍然保有93.4%的初始电容,具有较好的循环稳定性。相较于压片法物理结合得到的样品,一步水热法直接生长制得的样品具有更高的比电容与循环稳定性。