·1024 工程科学学报，第42卷，第8期 的循环伏安曲线，电解液为1.0 mol-L Na2SO4,电 的峰电流的对应关系来分辨电极材料在充放电过 压窗口为-0.4~0.8V,扫描速率为2,5,10,20,50 程中是扩散行为还是赝电容行为，若是电池行为， 和100mVs.由图可看出，NBV/MXene的循环伏 则峰电流i随扫速v的0.5次方变化，即过程为扩 安曲线在0.02和0.33V出现两个氧化峰，在 散控制：若是赝电容行为，则峰电流i随扫速ⅴ线 -0.05和-0.32V出现两个还原峰；NSV/MXene的 性变化，即过程为电容控制.因此可以通过计算公式 循环伏安曲线在0.10和0.31V出现两个氧化峰， 中i=a的b值来判断电极材料在充放电中是否 在0.02和-0.24V处出现两个还原峰.图6(d)和 有赝电容行为.当b<0.5时，电极材料表现为电池 6(e)为NBV/MXene和NSV/MXene电极材料在 属性；当0.5<b<1时，电极材料表现为电池属性和 1.0 mol-L LiNO3电解液中的循环伏安曲线，NBV/ 赝电容属性；当b>1时，电极材料为赝电容属性 MXene的循环伏安曲线在0.08和0.33V出现两个 通过图6可以读取出NBV/MXene和NSV/MXene 氧化峰，在-0.06和-0.32V出现两个还原峰；NSV/ 在不同电解液中不同扫速下的峰电流值(Peak I, MXene的循环伏安曲线在0.1和0.33V出现两个 Peak II,.Peak III和Peak IV).将公式i=mb两边取 氧化峰，在0.04和-0.32V处出现两个还原峰 对数便可得到1g-blg+lga,将扫速和对应峰电流 图6(f)是NBV/MXene和NSV/MXene电极材料在 输入，通过Origin软件进行拟合即可得到斜率b的 扫描速率为20mVs电解液分别为1.0molL 值，图7为NBV/MXene和NSV/MXene在不同电 Na2SO4和1.0 mol-L LiNO3的循环伏安曲线对比 解液中不同扫速拟合后得到的1g和1gv的对应关 图，由图可看出NSV/MXene在I.0 mol-L LiNO. 系图以及拟合后得到的b值.经判断NBV/MXene 电解液中的循环伏安曲线所围成的面积最大，这 和NSV/MXene在2种电解液中既有电池行为也 就意味着其具有最大的比电容量) 有赝电容行为，即在充放电过程中既受扩散控制 在循环伏安测试中，在不同的电压扫描速率 也受电容控制 下，得到不同的峰电流值.通过将扫描速率与所得 在循环伏安测试中，电流与扫描速率的关系 (a ■Peak I (b) -1.6 -1.2 ●rea ea Peak III Peak I Peak IV Peak IV -1.6 -2.0 Peak h -2.0 Peak h 0.48 I 0.07 -24 0.54 0.10 Ⅲ 0.50 Ⅲ 0.09 -2 IV 0.54 0.09 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 6 8 10 Ig[v/(mV.s)] Ig[v/(mV.s)] (c) Peak h -1.2 (d) ■Peak I -1.2 0.04 Peak 0.09 -1.6 A Peak Ⅲ 0.08 Peak IV ◆ -1.6 w 0.09 -2.0 -2.0 Peak b 0.10 ■Peak I -4 ●Peak II IⅡ 0.12 Peak III Ⅲ 0.11 Peak IV -2.8 IV 0.12 4 6 8 10 0 6 8 10 lg[/mV·s] lg[/mV·s)] 图7不同扫速下的lg和lgr线性拟合图.(a)NBV/MXene在1molL-Na2SOa:(b)NSV/MXene在1 mol-L Na2SO;(c)NBV/MXene在 1 mol-L-LiNO:(d)NSV/MXene 1 mol-L-LiNO Fig.7 Igi vs Igv linear fit at different scan rates:(a)NBV/MXene in 1 mol-L Na2SO4;(b)NSV/MXene 1 mol-L Na2SO;(c)NBV/MXene in 1 mol-L-LiNO;(d)NSV/MXene in 1 mol-L-LiNO的循环伏安曲线，电解液为 1.0 mol·L−1 Na2SO4，电 压窗口为−0.4～0.8 V，扫描速率为 2，5，10，20，50 和 100 mV·s−1 . 由图可看出，NBV/MXene 的循环伏 安 曲 线 在 0.02 和 0.33  V 出 现 两 个 氧 化 峰 ， 在 −0.05 和−0.32 V 出现两个还原峰；NSV/MXene 的 循环伏安曲线在 0.10 和 0.31 V 出现两个氧化峰， 在 0.02 和−0.24 V 处出现两个还原峰. 图 6（d）和 6（ e） 为 NBV/MXene 和 NSV/MXene 电极材料在 1.0 mol·L−1 LiNO3 电解液中的循环伏安曲线，NBV/ MXene 的循环伏安曲线在 0.08 和 0.33 V 出现两个 氧化峰，在−0.06 和−0.32 V 出现两个还原峰；NSV/ MXene 的循环伏安曲线在 0.1 和 0.33 V 出现两个 氧化峰 ，在 −0.04 和 −0.32 V 处出现两个还原峰 . 图 6（f）是 NBV/MXene 和 NSV/MXene 电极材料在 扫描速率为 20 mV·s−1 电解液分别为 1.0 mol·L−1 Na2SO4 和 1.0 mol·L−1 LiNO3 的循环伏安曲线对比 图 ，由图可看出 NSV/MXene 在 1.0 mol·L−1 LiNO3 电解液中的循环伏安曲线所围成的面积最大，这 就意味着其具有最大的比电容量[19] . 在循环伏安测试中，在不同的电压扫描速率 下，得到不同的峰电流值. 通过将扫描速率与所得 的峰电流的对应关系来分辨电极材料在充放电过 程中是扩散行为还是赝电容行为. 若是电池行为， 则峰电流 i 随扫速 v 的 0.5 次方变化，即过程为扩 散控制；若是赝电容行为，则峰电流 i 随扫速 ν 线 性变化，即过程为电容控制. 因此可以通过计算公式 中 i = avb 的 b 值来判断电极材料在充放电中是否 有赝电容行为. 当 b<0.5 时，电极材料表现为电池 属性；当 0.5<b<1 时，电极材料表现为电池属性和 赝电容属性；当 b>1 时，电极材料为赝电容属性[20] . 通过图 6 可以读取出 NBV/MXene 和 NSV/MXene 在不同电解液中不同扫速下的峰电流值（Peak I, Peak II, Peak III 和 Peak IV）. 将公式 i = avb 两边取 对数便可得到 lgi = blgv+lga，将扫速和对应峰电流 输入，通过 Origin 软件进行拟合即可得到斜率 b 的 值 ，图 7 为 NBV/MXene 和 NSV/MXene 在不同电 解液中不同扫速拟合后得到的 lgi 和 lgν 的对应关 系图以及拟合后得到的 b 值. 经判断 NBV/MXene 和 NSV/MXene 在 2 种电解液中既有电池行为也 有赝电容行为，即在充放电过程中既受扩散控制 也受电容控制. 在循环伏安测试中，电流与扫描速率的关系 −1.2 −1.6 −2.8 −2.0 −2.4 (d) 0 4 6 2 lg[v/(mV·s−1)] 8 10 lg(i/A) I 0.10 II III IV 0.12 0.11 0.12 Peak b Peak I Peak II Peak III Peak IV −1.6 −2.0 −2.4 (a) 0.4 0.8 1.2 lg[v/(mV·s−1)] 1.6 2.0 lg(i/A) I 0.48 II III IV 0.54 0.50 0.54 Peak b Peak I Peak II Peak III Peak IV −1.2 −1.6 −2.0 −2.4 (b) 0 lg[v/(mV·s−1)] 2 4 6 8 10 lg(i/A) I 0.07 II III IV 0.10 0.09 0.09 Peak b Peak I Peak II Peak III Peak IV −1.2 −1.6 −2.0 −2.4 (c) 0 4 2 6 lg[v/(mV·s−1)] 8 10 lg(i/A) I 0.04 II III IV 0.09 0.08 0.09 Peak b Peak I Peak II Peak III Peak IV 图 7    不同扫速下的 lgi 和 lgv 线性拟合图. （a）NBV/MXene 在 1 mol·L−1 Na2SO4；（b）NSV/MXene 在 1 mol·L−1 Na2SO4；（c）NBV/MXene 在 1 mol·L−1 LiNO3；（d）NSV/MXene 在 1 mol·L−1 LiNO3 Fig.7     lgi vs lgv linear  fit  at  different  scan  rates:  (a)  NBV/MXene  in  1  mol·L−1 Na2SO4 ;  (b)  NSV/MXene  1  mol·L−1 Na2SO4 ;  (c)  NBV/MXene  in 1 mol·L−1 LiNO3 ; (d) NSV/MXene in 1 mol·L−1 LiNO3 · 1024 · 工程科学学报，第 42 卷，第 8 期