空心介孔碳球

高倍率超级电容

独特的分级多孔中空结构促进盐包水电解质中离子快速传输，使超级电容器在高电流密度下仍保持高能量密度。

Feng, Liping · Liu, Huichao · 昝文艳 · 李思殿 · 常云珍 · 张颖 · 侯文静 · 赵云 · Zhu, Sheng · 韩高义

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

工作电压

{'zh': '2.6', 'en': '2.6'} V

电容保持率（100 A g⁻¹）

{'zh': '47.7', 'en': '47.7'} %

能量密度（2.4 kW kg⁻¹）

{'zh': '31.0', 'en': '31.0'} Wh kg⁻¹

能量密度（120.0 kW kg⁻¹）

{'zh': '14.7', 'en': '14.7'} Wh kg⁻¹

循环后电容保持率

{'zh': '99.1', 'en': '99.1'} %

技术优势

高倍率下仍保持高能量

在120.0 kW kg⁻¹的超高功率密度下，能量密度仍达14.7 Wh kg⁻¹，高于常见水系超级电容器。

超高倍率性能

在100 A g⁻¹的极高电流密度下，电容保持率仍达47.7%，表明中空分级孔结构有效促进了离子快速传输。

循环寿命超长

经过20,000次循环后电容保持率高达99.1%，说明所设计的碳材料结构在长期充放电中保持稳定。

合成方法简单

采用一步热解法直接制备空心多孔碳球，无需额外模板或活化步骤，有利于规模化生产。

应用场景

• 高功率储能器件：可在超高功率下释放能量，满足脉冲负载需求。
• 超级电容器电极：中空多孔结构确保电极内部离子快速传输，提升倍率。
• 电池管理集成：高倍率电容可缓冲电池峰值功率，延长电池寿命。
• 先进可再生能源系统：高功率密度适合可再生能源波动平滑与快速响应。