较低的体积能量密度限制了当前电化学电容器的应用,而提高体积能量密度的关键在于发展具有致密化储能特性的多孔炭材料。目前,毛细致密化已成为平衡多孔炭密度和孔隙率从而提高材料体积比电容的主要方法,但仍在孔结构的精细调控方面存...较低的体积能量密度限制了当前电化学电容器的应用,而提高体积能量密度的关键在于发展具有致密化储能特性的多孔炭材料。目前,毛细致密化已成为平衡多孔炭密度和孔隙率从而提高材料体积比电容的主要方法,但仍在孔结构的精细调控方面存在不足,制约了毛细致密化多孔炭与高电压离子液体的兼容性。本文提出了碘化钾(KI)辅助的毛细致密化策略,通过在石墨烯网络中预载KI来控制毛细致密化过程,实现了对孔结构的有效调控。同时电化学性能表征结果表明KI具有增加离子到达表面积和提供赝电容的作用。基于此,所制碘化钾/石墨烯材料的密度达到0.96 g cm^(-3),在离子液体中的体积比电容为115Fcm^(-3)。由该材料所组装的电化学电容器可以提供19.6WhL^(-1)的体积能量密度。展开更多
石墨烯基二维介孔材料能够有效耦合石墨烯基底、功能化材料和介孔结构的优势,被认为是一种理想的微型超级电容器电极材料。基于此,本文以苯胺为前驱体,氧化石墨烯为二维导向剂,二氧化硅纳米球为介孔模板,采用双模板界面诱导自组装法制...石墨烯基二维介孔材料能够有效耦合石墨烯基底、功能化材料和介孔结构的优势,被认为是一种理想的微型超级电容器电极材料。基于此,本文以苯胺为前驱体,氧化石墨烯为二维导向剂,二氧化硅纳米球为介孔模板,采用双模板界面诱导自组装法制备介孔氮掺杂炭/石墨烯(mNC/G)纳米片,并实现了其介孔孔径的精确调控和电化学性能的优化。研究表明,7 nm孔径的介孔氮掺杂炭/石墨烯(mNC/G-7)展现出267 F g^(−1)的高比电容,且应用于准固态平面微型超级电容器表现出21.0 F cm^(−3)的体积比电容和1.9 mWh cm^(−3)的体积能量密度,证明了该二维介孔氮掺杂炭/石墨烯纳米片在微型超级电容器应用方面具有良好的前景。展开更多
文摘较低的体积能量密度限制了当前电化学电容器的应用,而提高体积能量密度的关键在于发展具有致密化储能特性的多孔炭材料。目前,毛细致密化已成为平衡多孔炭密度和孔隙率从而提高材料体积比电容的主要方法,但仍在孔结构的精细调控方面存在不足,制约了毛细致密化多孔炭与高电压离子液体的兼容性。本文提出了碘化钾(KI)辅助的毛细致密化策略,通过在石墨烯网络中预载KI来控制毛细致密化过程,实现了对孔结构的有效调控。同时电化学性能表征结果表明KI具有增加离子到达表面积和提供赝电容的作用。基于此,所制碘化钾/石墨烯材料的密度达到0.96 g cm^(-3),在离子液体中的体积比电容为115Fcm^(-3)。由该材料所组装的电化学电容器可以提供19.6WhL^(-1)的体积能量密度。
基金supported by the National Basic Research Program of China(2014CB932400)National Natural Science Foundation of China(U1401243,51372167 and 51311140260)Shenzhen Basic Research Project(ZDSYS20140509172959981)
文摘石墨烯基二维介孔材料能够有效耦合石墨烯基底、功能化材料和介孔结构的优势,被认为是一种理想的微型超级电容器电极材料。基于此,本文以苯胺为前驱体,氧化石墨烯为二维导向剂,二氧化硅纳米球为介孔模板,采用双模板界面诱导自组装法制备介孔氮掺杂炭/石墨烯(mNC/G)纳米片,并实现了其介孔孔径的精确调控和电化学性能的优化。研究表明,7 nm孔径的介孔氮掺杂炭/石墨烯(mNC/G-7)展现出267 F g^(−1)的高比电容,且应用于准固态平面微型超级电容器表现出21.0 F cm^(−3)的体积比电容和1.9 mWh cm^(−3)的体积能量密度,证明了该二维介孔氮掺杂炭/石墨烯纳米片在微型超级电容器应用方面具有良好的前景。
