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作者:彭国栋;朱傲阳;朱怡全;李勇;何孝军;
单位:安徽工业大学化学与化工学院;
摘要:锌离子混合电容器(ZHCs)因其低成本、高安全性和长循环稳定性等众多优势而受到研究者越来越多的关注。然而,尽管ZHCs有这些优势,它的发展仍然处于早期阶段,面临一系列挑战,例如,电极枝晶的生长以及能量密度仍不尽人意。因此,开发合理匹配的电极材料极为关键。多孔碳材料具有价格低廉、孔隙率高、性能稳定等优点,成为ZHCs潜在的正极材料之一。然而,传统的多孔碳材料低的电导率和不合适的孔径分布,限制了其在ZHCs中的应用。通过原料选取和结构设计有望解决上述问题。以稻壳和煤沥青为碳源,采用KCl、MgO双模板耦合K_2CO_3活化法制备了稻壳/煤沥青基分级多孔碳材料(HPC/RHC_x)。制得的HPC/RHC_6具有互相连接的纳米囊状结构、较大的比表面积(1 234 m~2/g)和层次孔结构。当作为ZHCs的正极材料时,HPC/RHC_6展现了优异的储锌性能,在0.1 A/g的电流密度下,HPC/RHC_6的比容量达125.3 mA·h/g、在115.4 W/kg的功率密度下,能量密度为92.4 W·h/kg,且在5 A/g的电流密度下经过10 000次循环充放电后,容量保持率为99.9%,展现了优异的循环稳定性。
关键词:锌离子混合电容器;;正极材料;;煤沥青;;多孔碳;;储锌性能
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52372037,52072002);; 安徽省高等学校优秀科研创新团队计划资助项目(2023AH010015)