本發(fā)明屬于能量存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，涉及超級(jí)電容器的制備和測(cè)試，具體涉及基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法和測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

作為下一代電能儲(chǔ)能器件，超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車(chē)、便攜式電子產(chǎn)品、大功率源等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。按照儲(chǔ)能原理的不同，超級(jí)電容器可劃分為雙電層超級(jí)電容器和贗電容超級(jí)電容器。

目前商用化的雙電層超級(jí)容器儲(chǔ)能原理主要是利用電解質(zhì)離子的極化過(guò)程來(lái)儲(chǔ)存能量，而不是發(fā)生氧化還原反應(yīng)。導(dǎo)致能量密度比較低(～20μfcm^-2)，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。與雙電層超級(jí)電容器比較贗電容超級(jí)電容器(氧化還原反應(yīng))帶有更高的能量密度，使其更具應(yīng)用前景。

過(guò)渡族金屬氧化物是一種典型的贗電容材料由于具有價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好，比容量大等特點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注，為了進(jìn)一步提升超級(jí)電容器的能量密度，過(guò)渡族金屬氧化物作為一種新的電極材料被引入了超級(jí)電容器的應(yīng)用中。然而，在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中這些過(guò)渡族金屬氧化物(v2o3,vo2,tio2,zno,ruo,mno2,moo2,cuo,nbo2等)具有長(zhǎng)的電子傳遞路徑和低的陽(yáng)離子通過(guò)性導(dǎo)致在實(shí)際的研究中,展現(xiàn)出遠(yuǎn)低于理論容量的比容量和遠(yuǎn)低于雙電層超級(jí)電容器的功率密度。雖然，目前大量的研究報(bào)道贗電容材料的問(wèn)題，但是解決方法往往是將過(guò)渡族金屬氧化物與導(dǎo)電材料復(fù)合的方法改善其在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的性能。然而，并沒(méi)有本質(zhì)性的解決過(guò)渡族金屬氧化物晶體內(nèi)部離子通過(guò)性低的問(wèn)題。因此，由過(guò)渡族金屬氧化物與導(dǎo)電材料形成復(fù)合電極的性能并不理想，從而限制其在大功率密度、高能量密度、循環(huán)穩(wěn)定的超級(jí)電容器中的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法和測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)從本質(zhì)上解決過(guò)渡族金屬氧化物晶體內(nèi)部離子通過(guò)性低的問(wèn)題。結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，所述該方法是將相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極對(duì)稱(chēng)地組裝在隔膜兩側(cè)，所述相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極的制備步驟如下：

a.將金屬箔片基底依次在酸溶液、去離子水和乙醇中充分清洗，并真空干燥；

b.在金屬箔片基底上采用聚苯乙烯微球，通過(guò)加熱蒸發(fā)制得聚苯乙烯薄膜，作為進(jìn)一步電化學(xué)沉積的模板；

c.在聚苯乙烯薄膜上電沉積過(guò)渡族金屬氧化物前驅(qū)體，在還原氣氛及高溫條件下除去聚苯乙烯薄膜，得到三維納米多孔過(guò)渡族金屬氧化物；

d.將三維納米多孔過(guò)渡族金屬氧化物放入管式爐中，加熱并保溫得到相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極。

進(jìn)一步地，所述步驟b中聚苯乙烯微球的質(zhì)量體積百分濃度為0.2～20％，加熱蒸發(fā)的溫度為40～95℃，得到的聚苯乙烯薄膜厚度為2～30μm。

進(jìn)一步地，所述步驟c中所述高溫條件為溫度100～800℃，時(shí)間0～10h。

進(jìn)一步地，所述過(guò)渡族金屬氧化物為v2o3，vo2，tio2，zno，ruo，mno2，moo2，cuo或nbo2，退火條件為溫度100～800℃，時(shí)間0～10h。

基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的測(cè)試方法，所述超級(jí)電容器為通過(guò)前述制備方法制得的基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的，所述測(cè)試方法為電化學(xué)測(cè)試方法，具體測(cè)試過(guò)程為：將所述超級(jí)電容器浸入1mol/lna2so4溶液中，將伏安特性曲線的區(qū)間設(shè)定在-0.8v～+0.8v或0～1.4v下，改變掃描速率得到不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線；恒定電流密度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間充放電獲得循環(huán)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)；將電容器充滿(mǎn)后，在開(kāi)路電壓下持續(xù)測(cè)試超級(jí)電容器的自放電性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法是通過(guò)模板自組裝，電化學(xué)沉積和熱處理技術(shù)相結(jié)合的方式，先將模板通過(guò)沉積技術(shù)集成在集流體表面，再將過(guò)渡族金屬氧化物電沉積在模板的間隙內(nèi)，然后通過(guò)兩步熱處理先后去除模板和誘導(dǎo)相變產(chǎn)生活性材料。上述無(wú)縫集成技術(shù),不僅提高活性物質(zhì)之間電子傳導(dǎo)能力而且最小化活了性物質(zhì)與集流器的接觸電阻。

2、本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法中，所制備的三維多孔的納米結(jié)構(gòu)不僅提供了超高的比表面積，而且在電解液中,電極材料具有三維連續(xù)的納米孔道能夠有效的減小電解液中離子的擴(kuò)散阻力，使得電解液能夠均勻的分布在活性物質(zhì)的表面有利于在金屬氧化物表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)充分進(jìn)行。

3、本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法中，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囋谶^(guò)渡族金屬氧化物晶體內(nèi)部產(chǎn)生了適當(dāng)濃度的氧空位,能夠有效的降低了陽(yáng)離子在晶體內(nèi)部的擴(kuò)散能累有利于插入型氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，綜上所述該電容器能夠有效地利用活性材料。

4、本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法易操作，通過(guò)簡(jiǎn)單的組裝獲得的超級(jí)電容器可直接用于能量存儲(chǔ)，通過(guò)本發(fā)明方法制得的超級(jí)電容器具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性、大功率密度、高能量密度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法步驟流程示意圖，其中：

圖1a為通過(guò)熱蒸發(fā)過(guò)程在集流體表面自組裝生的聚苯乙烯模板示意圖；

圖1b為通過(guò)電沉積技術(shù)在聚苯乙烯模板中生長(zhǎng)過(guò)渡族金屬氧化物前驅(qū)體示意圖；

圖1c為通過(guò)熱處理去掉聚苯乙烯模板得到三維多孔過(guò)渡族金屬氧化物示意圖；

圖1d為通過(guò)熱處理誘導(dǎo)的相變?cè)谌S多孔過(guò)渡族金屬氧化物表面生成活性材料示意圖；

圖1e為相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極組裝成的超級(jí)電容器示意圖。

圖2為通過(guò)本發(fā)明所述制備方法制得的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物的掃描電鏡以及孔徑分析表征圖，其中：

圖2a為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物橫截面的sem表征圖；

圖2b為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物正面sem表征圖；

圖2c為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物多級(jí)孔徑tem表征圖；

圖2d為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物小孔的tem表征圖；

圖2e為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物中孔的tem表征圖；

圖2f為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物的n2吸附-脫附曲線圖；

圖2g為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物孔徑分布圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例4中，采用不同熱處理?xiàng)l件制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物的xrd光譜圖。

圖4為在不同掃描速率下，本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例4中所采用的不同熱處理?xiàng)l件下v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極容量比較圖。

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例5和實(shí)施例6中制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物、v2o3和vo2電極所組成的超級(jí)電容器電化學(xué)性能比較；

圖5a為在掃描速率為50mvs^-1下，本發(fā)明的實(shí)施例1中三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極組成的超級(jí)電容器循環(huán)伏安曲線比較；

圖5b為不同的掃描速率下，三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x(a)分層釩氧化物電極組成的超級(jí)電容器比容量的比較。

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例1中制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物各部分的hrtem和haadf-stem表征；

圖6a為核殼結(jié)構(gòu)v2o3/vo2-x的高分辨投射電子顯微鏡圖片(hrtem)；

圖6b為v2o3和vo2-x界面處的高分辨投射電子顯微鏡圖片(hrtem)；

圖6c為vo2-x晶體的高角度環(huán)形暗場(chǎng)探測(cè)器掃描透射電子顯微鏡圖(haadf-stem)。

圖7為本發(fā)明的實(shí)施例1中制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極在電壓窗口為0～1.4v的電化學(xué)數(shù)據(jù)圖；其中：

圖7a為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極在電壓窗口為0～1.4v和0～0.8v，掃描速率為50mvs^-1的循環(huán)伏安曲線；

圖7b為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極在電壓窗口為0～1.4v，掃描速率5～100mvs^-1的循環(huán)伏安曲線；

圖7c為三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極自放電的曲線圖；

圖7d為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極在電壓窗口為0～1.4v下的循環(huán)穩(wěn)定性曲線圖，插圖為在電流密度為130acm^-3下的恒電流充放電曲線圖。

圖8為本發(fā)明的實(shí)施例1中制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極在電壓窗口為0～1.4v的電化學(xué)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有技術(shù)中的其它材料電極比較曲線圖；其中：

圖8a為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極與現(xiàn)有技術(shù)中的其它材料電極在不同的掃描速率下，質(zhì)量和體積比容量的對(duì)比曲線圖；

圖8b為三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極與現(xiàn)有技術(shù)中的其它材料電極的能量密度和功率密度的對(duì)比曲線圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方式如下：

實(shí)施實(shí)例1：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.將不銹鋼金屬基底依次在酸溶液、去離子水和乙醇中充分清洗，并真空干燥；

b.取適量質(zhì)量體積百分比濃度為5％的聚苯乙烯溶液膠體溶液滴在不銹鋼表面，在70℃的環(huán)境下蒸干膠體溶液，制作聚苯乙烯(ps)薄膜，如圖1a所示，所制得的制作聚苯乙烯(ps)薄膜將作為電化學(xué)沉積模板；

c.制備三維納米多孔v2o3:

采用三電極系統(tǒng)，工作電極采用不銹鋼為基底的ps薄膜，對(duì)電極為鉑電極，使用ag/agcl作為參比電極。

電解質(zhì)溶液為含有0.5mol/lvoso4,0.5mmh2so4,30mlh2o和40mlc2h5oh，沉積條件電壓為1.6v，沉積時(shí)間為100s，生成有機(jī)物金屬氧化物混合物，如圖1b所示；隨后將樣品置于管式爐中，并在h2體積分?jǐn)?shù)為5％的h2/ar混合氣中加熱至500℃去除ps模板,得到三維納米多孔v2o3，如圖1c所示。

d.制備三維納米多孔分層釩氧化物電極:

將此三維多孔v2o3電極放入管式爐中加熱到400℃保持30min，通過(guò)熱誘導(dǎo)產(chǎn)生了相的轉(zhuǎn)變使具有金剛石相v2o3表面原位生長(zhǎng)具有金紅石相vo2-x薄膜，如圖1d所示。

e.將制得的兩個(gè)v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極對(duì)稱(chēng)的組合在一張棉纖維紙隔膜兩側(cè)，組裝成為超級(jí)電容器直接應(yīng)用在能量存儲(chǔ)，如圖1e所示。

實(shí)施實(shí)例2：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.與實(shí)施實(shí)例1中的a步驟相同；

b.與實(shí)施實(shí)例1中的b步驟相同；

c.與實(shí)施實(shí)例1中的c步驟相同；

d.制得三維納米多孔分層釩氧化物電極：

將此三維多孔v2o3電極放入管式爐中加熱到400℃保持60min，通過(guò)熱誘導(dǎo)產(chǎn)生了相的轉(zhuǎn)變使具有金剛石相v2o3表面原位生長(zhǎng)具有金紅石相vo2-x薄膜。

e.與實(shí)施實(shí)例1中的e步驟相同。

實(shí)施實(shí)例3：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.與實(shí)施實(shí)例1中的a步驟相同；

b.與實(shí)施實(shí)例1中的b步驟相同；

c.與實(shí)施實(shí)例1中的c步驟相同；

d.制得三維納米多孔分層釩氧化物電極：

將此三維多孔v2o3電極放入管式爐中加熱到400℃保持80min，通過(guò)熱誘導(dǎo)產(chǎn)生了相的轉(zhuǎn)變使具有金剛石相v2o3表面原位生長(zhǎng)具有金紅石相vo2-x薄膜。

e.與實(shí)施實(shí)例1中的e步驟相同。

實(shí)施實(shí)例4：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.與實(shí)施實(shí)例1中的a步驟相同；

b.與實(shí)施實(shí)例1中的b步驟相同；

c.與實(shí)施實(shí)例1中的c步驟相同；

d.制得三維納米多孔分層釩氧化物電極：

將此三維多孔v2o3電極放入管式爐中加熱到400℃保持120min。通過(guò)熱誘導(dǎo)產(chǎn)生了相的轉(zhuǎn)變使具有金剛石相v2o3表面原位生長(zhǎng)具有金紅石相vo2-x薄膜。

e.與實(shí)施實(shí)例1中的e步驟相同。

實(shí)施實(shí)例5：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.與實(shí)施實(shí)例1中的a步驟相同；

b.與實(shí)施實(shí)例1中的b步驟相同；

c.與實(shí)施實(shí)例1中的c步驟相同；

d.制得三維納米多孔分層釩氧化物電極：

將此三維多孔v2o3電極放入管式爐中加熱到400℃保持600min。通過(guò)熱誘導(dǎo)產(chǎn)生了相的轉(zhuǎn)變使具有金剛石相v2o3完全轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石相vo2。

e.與實(shí)施實(shí)例1中的e步驟相同。

實(shí)施實(shí)例6：

本發(fā)明所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的制備方法，以釩氧化物為例，具體步驟如下：

a.與實(shí)施實(shí)例1中的a步驟相同；

b.與實(shí)施實(shí)例1中的b步驟相同；

c.與實(shí)施實(shí)例1中的c步驟相同；

d.與實(shí)施實(shí)例1中的e步驟相同。

上述6組實(shí)施例中，不同熱處理?xiàng)l件對(duì)所制得的過(guò)渡族金屬氧化物電極性能的影響對(duì)比如下表1所示：

表1

本發(fā)明還提供了一種基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器的測(cè)試方法，所述基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器是通過(guò)前述方法制得，所述測(cè)試方法為電化學(xué)測(cè)試方法，具體過(guò)程如下：

在根據(jù)前述方法制備的超級(jí)電容器的電化學(xué)測(cè)試過(guò)程中，將組裝后的基于相變誘導(dǎo)的分層過(guò)渡族金屬氧化物電極超級(jí)電容器直接浸入1mol/l的na2so4溶液中，將伏安特性曲線的電壓區(qū)間設(shè)定在-0.8～+0.8v和0～1.4v下分別進(jìn)行測(cè)試。在此過(guò)程中，改變掃描速率得到不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，恒定電流密度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間充放電獲得循環(huán)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，將電容器充滿(mǎn)后，在開(kāi)路電壓下持續(xù)測(cè)試超級(jí)電容器的自放電性能。

以前述實(shí)施例1為例，作為超級(jí)電容器的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極材料的結(jié)構(gòu)表征和成分選擇如下：

如圖2所示，通過(guò)掃描電鏡(sem)對(duì)前述實(shí)施例1中制得的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極的微觀結(jié)構(gòu)以及比表面積進(jìn)行分析。

如圖2所示，所制備的多孔電極厚度為2um；

如圖2b,2c,2d和2e所示，所制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極具有多種尺寸孔三維多孔結(jié)構(gòu)有效的提高了活性材料的比表面積；

如圖2f和2g所示，氮?dú)馕?脫附曲線進(jìn)一步證明了，通過(guò)本發(fā)明所述方法制備的電極材料具有高的比表面積(99.8m²g^-1)，與此同時(shí)可以看到主要的孔徑分布在～4nm,～10nm和～70nm處。

如圖3所示，通過(guò)x-射線衍射(xrd)對(duì)三維納米多孔v2o3，vo2，v2o3/vo2-x電極進(jìn)行成分表征，如圖所示，通過(guò)前述實(shí)施例1至實(shí)施例4所制備的v2o3/vo2-x電極具有連續(xù)的成分變化，為確定最優(yōu)的電化學(xué)性能的成分提供了可能。

如圖4所示，在掃描速度范圍為5～1000mvs^-1，電壓范圍定在-0.8～+0.8v下進(jìn)行循環(huán)伏安法測(cè)試，獲得前述實(shí)施例1至實(shí)施例4中通過(guò)不同熱處理時(shí)間制得的v2o3/vo2-x電極的體積比容量的比較。

如圖5所示，通過(guò)前述實(shí)施例1、實(shí)施例5和實(shí)施例6所分別制備的v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極所組成的超級(jí)電容器電化學(xué)性能比較如下：

如圖5a所示，在掃描速率為50mvs^-1下，三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極循環(huán)伏安曲線的比較；

如圖5b所示，在掃描速度范圍為5～1000mvs^-1，電壓范圍定在-0.8～+0.8v下進(jìn)行循環(huán)伏安法測(cè)試，為三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極體積比容量的比較。

如前所述，三維納米多孔的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極的電化學(xué)性能比較三維納米多孔v2o3,vo2的電極具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此選取前述實(shí)施例1中所制得的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極做進(jìn)一步的研究。

如圖6所示通過(guò)高角度環(huán)形暗場(chǎng)探測(cè)器掃描透射電子顯微鏡圖(haadf-stem)對(duì)v2o3/vo2-x釩氧化物進(jìn)行表征；

如圖6a所示，所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極材料表面vo2-x被均勻覆蓋包裹；

如圖6b所示，所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極材料表面vo2-x與v2o3呈現(xiàn)共格界面，極大的減小了兩種成分的接觸電阻；

如圖6c所示，所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極材料中vo2-x帶有規(guī)則的氧空位并且形成了通道有利于陽(yáng)離子的進(jìn)入和儲(chǔ)存，可以同時(shí)利用插入型和表面氧化還原形兩種形式的贗電容，從而極大的增強(qiáng)了整體的電化學(xué)性能。

通過(guò)前述實(shí)施例1所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極所組成的超級(jí)電容器的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)如下：

如圖7a所示，在掃描速度50mvs^-1時(shí)，分別在電壓范圍為0-0.8v和0-1.4v下進(jìn)行循環(huán)伏安特性曲線測(cè)試，從圖中cv曲線可以看到當(dāng)電壓窗口從0.8v擴(kuò)展到1.4v并沒(méi)有發(fā)生明顯的水分解氧化還原峰，這表明所制備的v2o3/vo2-x電極的微觀結(jié)構(gòu)能夠有效的抑止水分解的產(chǎn)生，有利于提升電容器的能量密度；

如圖7b所示，在電壓窗口為0～1.4v時(shí)，掃描速率范圍為5～100mvs^-1下的cv曲線，當(dāng)掃描速率到達(dá)100mvs^-1時(shí)，伏安特性曲線仍能保持矩形，這表明了在此掃描速度下仍能發(fā)生充分氧還原反應(yīng)，說(shuō)明本發(fā)明所述方法制得的超級(jí)電容器具有良好的倍率性能；

如圖7c所示，三維納米多孔v2o3,vo2,v2o3/vo2-x分層釩氧化物超級(jí)電容器在1.4v下自放電系數(shù)比較中，經(jīng)過(guò)10h的持續(xù)測(cè)試，v2o3/vo2-x分層釩氧化物超級(jí)電容器自放電系數(shù)最低為6.4mvh^-1，這是由于本發(fā)明所述方法制備的電極材料具有帶有大量氧空位核殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)能夠穩(wěn)定的存儲(chǔ)陽(yáng)離子，在一定程度上抑制自放電的發(fā)生；

如圖7d所示，在電壓范圍為0～1.4v，電流密度為130acm^-3恒電流充放電測(cè)試三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物超級(jí)電容器循環(huán)穩(wěn)定性過(guò)程中，測(cè)試15000次充放電容量保持率高達(dá)93％。

如圖8a所示，掃描速率范圍為5～1000mvs^-1下，本發(fā)明實(shí)施例1中所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極的體積和質(zhì)量比容量與其它現(xiàn)有技術(shù)中的電極材料相比較，本發(fā)明所制備的v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極展現(xiàn)出了遠(yuǎn)高于其它材料的比容量，這主要是因?yàn)橥ㄟ^(guò)本發(fā)明所述方法制備的電極材料在保證了電導(dǎo)率的同時(shí)，還設(shè)計(jì)了帶有合理氧空位濃度的vo2-x層，氧空位的存在極大的提升了陽(yáng)離子的進(jìn)入晶體內(nèi)部的能力，導(dǎo)致晶體內(nèi)部和表面同時(shí)被有效的利用從而提升了電極材料比容量；

如圖8b所示，為本發(fā)明實(shí)施例1中所制備的三維納米多孔v2o3/vo2-x分層釩氧化物電極超級(jí)電容器與現(xiàn)有技術(shù)中的超級(jí)電容器體積能量密度和功率密度相比較，本發(fā)明方法所制備的超級(jí)電容器的最大能量密度和功率密度分別達(dá)到了330mwhcm^-3和280wcm^-3，在目前已有的超級(jí)電容器中綜合性能最為優(yōu)異。