自組裝雜原子摻雜碳納米帶作為超快充電鋅離子混合超級(jí)電容器陰極

編號(hào)：CYYJ02785

篇名：自組裝雜原子摻雜碳納米帶作為超快充電鋅離子混合超級(jí)電容器陰極

作者：李鈺瑩 黃佳佳 亢立群 田志紅 賴飛立 Dan J.L.Brett 劉天西 何冠杰

關(guān)鍵詞： carbon nanoribbons SELF-ASSEMBLED heteroatom doping ultrafast charging Zn-ion storage

機(jī)構(gòu)： School of Chemical Engineering Department of Chemical Engineering Engineering Research Center for Na

摘要： 鋅離子混合超級(jí)電容器(ZHSs)由于其具有較高安全性,較低成本和超長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),適合應(yīng)用于大型儲(chǔ)能設(shè)備.然而,目前陰極材料的倍率性能較差,嚴(yán)重阻礙了ZHSs的發(fā)展.基于此,本文設(shè)計(jì)合成了一系列自組裝雜原子摻雜(B,N,O)碳納米帶CPTHB-Bx,作為ZHSs的陰極材料.雜原子摻雜可以顯著改善碳骨架的化學(xué)特性,產(chǎn)生更多的活性位點(diǎn),并加速電荷傳輸.除此之外,本文還證明了B–N基團(tuán)是快速吸附和脫附鋅離子的主要活性位點(diǎn).以CPTHB-B2作為陰極的ZHSs表現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)性能,在0.5 A g−1電流密度下,比電容高達(dá)415.3 F g−1,當(dāng)電流密度從0.5增大到100 A g−1時(shí),比電容保留率高達(dá)81%,能量密度為131.9 W h kg−1,功率密度為42.1 kW kg−1.此研究為超快速鋅離子存儲(chǔ)材料提供了新的設(shè)計(jì)思路.