碳热还原活化扩孔提升介观结构碳纳米笼超级电容器性能

摘要：

双电层电容器(EDLC)具有高功率密度和快速充/放电等优点,但能量密度较低.影响EDLC性能的主要因素包括:电极材料的比表面积、孔结构、导电性、浸润性,电解液的电压窗口和离子电导率.介观结构碳纳米笼(hCNC)新材料在超级电容器领域应用前景广阔.利用溶度积规则结合碳热还原,有效调变了 hCNC壁上的通道数量和尺寸,在KOH和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)电解液中电极材料均展现出优异的超级电容性能:在1 A·g-1 电流密度下优化样品的比电容分别为255和220 F·g-1,比常规的hCNC提高了 50％和25.7％;在200 A·g-1高电流密度下其比电容仍分别保持在179和129 F·g-1的高水平,比常规的hCNC提高了 68.9％和33.0％;其能量密度分别可达12.8 Wh·kg-1@0.3 kW·kg-1和116 Wh·kg-1@0.97 kW·kg-1.性能的提升归因于hCNC笼壁上引入了小尺寸介孔,同时增加了微孔的数量和尺寸,显著增加了比表面积,有利于离子在纳米笼内外的快速传输.本项研究为开发先进超级电容器电极材料提供了新的思路.

关键词：超级电容器、介观结构碳纳米笼、碳热还原活化、扩孔、离子传输通道

所属期刊栏目：81

分类号：O646;TQ424.1;TB332

在线出版日期：2023-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：709-716