N、S共掺杂多孔碳
双掺杂分层孔
废弃莲叶衍生碳通过协同掺杂与活化策略,构建了同时具备高比容量与超高倍率性能的锌离子电容器正极。
Zhen, Wei · 李晓 · 李昱琳 · 崔玉明 · Shihao, Pei · 田晓冬
Bioresource Technology 2025
具体参数
- 杂原子含量
- {'zh': '13.21', 'en': '13.21'} %
- 比电容(对称超级电容器)
- {'zh': '210', 'en': '210'} F g⁻¹
- 能量密度(对称超级电容器)
- {'zh': '340', 'en': '340'} Wh kg⁻¹
- 比容量(锌离子混合超级电容器)
- {'zh': '191', 'en': '191'} mAh g⁻¹
- 比容量(锌离子混合超级电容器,高倍率)
- {'zh': '93', 'en': '93'} mAh g⁻¹
- 能量密度(锌离子混合超级电容器)
- {'zh': '128', 'en': '128'} Wh kg⁻¹
- 能量密度(固态锌离子混合超级电容器)
- {'zh': '133', 'en': '133'} Wh kg⁻¹
技术优势
超高倍率容量保持
在20 A g⁻¹下仍能保持93 mAh g⁻¹,是0.5 A g⁻¹时容量的近一半,得益于双峰孔和杂原子对Zn²⁺的快速储存动力学。
原料废弃生物质
使用废弃莲叶作为碳源,成本低廉且可持续,不依赖化石基原料。
应用场景
- 锌离子混合超级电容器:直接用该碳材料做正极,组装高容量、快充锌离子电容器
- 水系锌电:多孔碳中的N、S位点高效捕获Zn²⁺,提升水系锌存储性能
- 钠离子电容器:Na₂SO₄电解液中电容表现优异,可直接拓展至钠离子电容器
- 柔性储能器件:固态器件在折弯下保持稳定,适合可穿戴柔性储能