自组装杂原子掺杂碳纳米带作为超快充电锌离子混合超级电容器阴极

编号：CYYJ02785

篇名：自组装杂原子掺杂碳纳米带作为超快充电锌离子混合超级电容器阴极

作者：李钰莹 黄佳佳 亢立群 田志红 赖飞立 Dan J.L.Brett 刘天西 何冠杰

关键词： carbon nanoribbons SELF-ASSEMBLED heteroatom doping ultrafast charging Zn-ion storage

机构： School of Chemical Engineering Department of Chemical Engineering Engineering Research Center for Na

摘要： 锌离子混合超级电容器(ZHSs)由于其具有较高安全性,较低成本和超长寿命等优点,适合应用于大型储能设备.然而,目前阴极材料的倍率性能较差,严重阻碍了ZHSs的发展.基于此,本文设计合成了一系列自组装杂原子掺杂(B,N,O)碳纳米带CPTHB-Bx,作为ZHSs的阴极材料.杂原子掺杂可以显著改善碳骨架的化学特性,产生更多的活性位点,并加速电荷传输.除此之外,本文还证明了B–N基团是快速吸附和脱附锌离子的主要活性位点.以CPTHB-B2作为阴极的ZHSs表现出最优异的电化学性能,在0.5 A g−1电流密度下,比电容高达415.3 F g−1,当电流密度从0.5增大到100 A g−1时,比电容保留率高达81%,能量密度为131.9 W h kg−1,功率密度为42.1 kW kg−1.此研究为超快速锌离子存储材料提供了新的设计思路.