新能源干货 | 电池中的赝电容行为分析

近年来，基于人们对高能量及大功率的追求，有关电池与电容概念结合的报道持续发酵，正不断催生着新的电极材料的发现或反应机理的挖掘。为了激发电池电极的高倍率性能，科学家们在传统的脱嵌、氧化还原反应机制的电池材料中，通过对材料的物理调控（现如今主要包括颗粒尺寸、空隙、比表面、导电性、相结构、结晶性等），发现了赝电容贡献的存在。相对于传统电池的扩散机制，此赝电容机制已被不断证实具有快速充放电的特性。其中，Prof. Bruce Dunn（University of California, Los Angeles）组的工作尤为突出。然而，小编发现近来在各大材料及能源讨论群中，大家十分关心电池中电容行为的概念，尤其是对其计算方法的不确定。现小编邀请南洋理工大学、Dr. Dunn组访问学生：晁栋梁博士给大家稍作讲解，希望能对大家的理解有所帮助。

图1 电容性贡献的CV曲线图（左） 及Bruce Dunn 教授（右）

以下还有一些参考的引文:

1. Pseudocapacitive contributions to electrochemical energy storage in TiO₂(Anatase) nanoparticles, 2007, J. Phys. Chem. C;

2. Ordered mesoporous alpha-MoO₃ with iso-oriented nanocrystalline walls for thin-film pseudocapacitors, 2010, Nat. Mater.;

3. High-Rate Electrochemical Energy Storage Through Li+ Intercalation Pseudocapacitance, 2013, Nat. Mater.;

4. Materials Science. Where Do Batteries End and Supercapacitors Begin? 2014, Science;

5. Pseudocapacitive Oxide Materials for High-Rate Electrochemical Energy Storage, 2014, Energ Environ. Sci.;

6. Mesoporous Li_xMn₂O₄ Thin Film Cathodes for Lithium-Ion Pseudocapacitors, 2016, ACS Nano;

7. Array of nanosheets render ultrafast and high-capacity Na-ion storage by tunable pseudocapacitance, 2016, Nat. Commun.;

8. Pseudocapacitive Na-Ion Storage Boosts High-Rate and Areal Capacity of Self-Branched 2D Layered Metal Chalcogenide Nanoarrays, 2016, ACS Nano;

9. Generic Synthesis of Carbon Nanotube Branches on Metal Oxide Arrays Exhibiting Stable High-Rate and Long-Cycle Sodium-Ion Storage, 2016, Small;

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