不同浓度氢氧化钾水系电解液中 Al/Nb 2 O 5 // GO / Cu 非对称混合超级电容器的电化学性能

摘要 将过渡金属氧化物与碳质电极相结合的非对称混合超级电容器，因能够兼具高能量密度与快速功率输出而在先进储能应用领域受到广泛关注。本研究分别通过浆料涂覆法和电泳沉积（EPD）制备了 Al/Nb 2 O 5 正极和 Cu/氧化石墨烯（GO）负极，并在不同浓度（1、2 和 3 M）的氢氧化钾（KOH）水系电解液中与纸质隔膜组装在一起。结构和形貌分析证实了 Nb 2 O 5 的正交相结构以及 GO 薄膜的均匀沉积。恒流充放电（GCD）和电化学阻抗谱（EIS）测量表明，电化学性能高度依赖于电解液浓度。在 2 M KOH 中运行的器件在能量密度与功率密度之间表现出最佳平衡，比电容达到 30.7 F g −1 ，能量密度为 36.5 Wh kg −1 ，功率密度为 295 W kg −1 ，弛豫时间常数为 0.634 ms。相比之下，1 M KOH 提供了中等的储能能力，而 3 M KOH 由于粘度增加和离子间相互作用导致电容降低。与文献数据的对比分析突显了 Al/Nb 2 O 5 //Cu/GO 配置具有竞争力的性能，尤其是在能量-功率权衡方面。这些研究结果强调了电解液优化和电极设计在推进混合超级电容器用于可持续储能应用中的关键作用。