N,P共掺杂分级多孔碳

高倍率锌离子电容

氮磷共掺杂与分级孔协同优化，同时提升电容和倍率性能。

Wang, Huaiyu · 蔡燕军 · Zhiran, Zhang · 刘宇 · Rui, Zhang · Huo, Ruiqiang · Wu, Ruiyao · Huiyun, Cheng · 殷娇 · Yin, Jian · 素质 · Hui, Zhu

Journal of Energy Storage 2025

具体参数

比电容（0.2 A g⁻¹）

{'zh': '394.51', 'en': '394.51'} F g⁻¹

倍率电容（50 A g⁻¹）

{'zh': '200.21', 'en': '200.21'} F g⁻¹

循环保持率（10000次）

{'zh': '95.7', 'en': '95.7'} %

能量密度

{'zh': '140', 'en': '140'} Wh kg⁻¹

功率密度

{'zh': '40', 'en': '40'} kW kg⁻¹

技术优势

超高倍率耐受

50 A g⁻¹下仍保持200.21 F g⁻¹电容，归因于互连的分级多孔结构大幅缩短离子扩散路径。

能量与功率兼得

组装的ZHSC同时达到140 Wh kg⁻¹能量密度和40 kW kg⁻¹功率密度，优于多数报道的水系ZHSC。

循环寿命长

10000次循环后容量保持率95.7%，归因于稳定的碳骨架和N,P共掺杂对Zn²⁺的可逆吸附。

应用场景

• 锌离子超级电容器：提供高能量密度且快充的水系储能方案。
• 碳基电极材料：用分级孔和双掺杂协同提升碳正极的倍率和循环。
• 锌离子电池：可替代锌离子电池的正极，兼顾高能量和高功率。