C=O官能团多孔碳

高比能锌离子电容器

通过空心多孔结构嵌入C=O亲锌位点，实现双电层与多电子氧化还原的协同储能。

Qian, Chu · Zhizhou, Chen · Changyu, Cui · Zhang, Yingnan · 李晓 · 徐彦宾 · 李昱琳 · Yang, Huawei · 崔玉明 · Qing, Liu

Journal of Energy Storage 2024

具体参数

能量密度

{'zh': '210', 'en': '210'} Wh kg⁻¹

比容量 @ 10 A g⁻¹

{'zh': '145', 'en': '145'} mAh g⁻¹

功率密度

{'zh': '1546', 'en': '1546'} W kg⁻¹

循环容量保持率

{'zh': '92', 'en': '92'} %

技术优势

电容与电池协同

空心多孔结构促进离子扩散，嵌入的C=O亲锌位点触发多电子氧化还原反应，双电层电容与法拉第反应协同储能。

超高能量密度

能量密度达210 Wh kg⁻¹，在锌离子混合超级电容器中处于领先水平。

长循环寿命

10000次循环后容量保持92%，源于嵌入的亲锌位点有效稳定了电极/电解液界面。

高倍率不衰减

在10 A g⁻¹高电流密度下仍提供145 mAh g⁻¹比容量，得益于空心多孔结构加速离子传输。

应用场景

• 锌离子混合超级电容器：提升锌离子混合超级电容器的能量密度与循环稳定性，替代商用活性炭电极。
• 储能电池材料：提供高能量、高功率兼具的碳基储能材料，用于电网调频、削峰填谷。
• 水系锌离子电池：以碳电极耦合锌负极，可构建高安全、低成本的水系锌离子储能器件。
• 柔性储能器件：空心多孔碳粉可负载于柔性基底，用于可穿戴电子器件的柔性储能。