添加活性空心碳纳米纤维与受控的等级孔结构,用于高性能,无粘合剂,灵活的超级电容电极

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 碳纳米纤维 (CNF) 由于其独特的结构和稳定性,是用于储能的有希望的电极材料.
• 在超级电容应用中,CNF的低特异面积限制了它们的性能.
• 开发新的CNF架构对于增强能源存储能力至关重要.

研究的目的:

• 为了合成含的空心碳纳米纤维 (ahCNFs) 具有层次的孔隙结构.
• 研究孔隙结构和兴奋剂对超级电容器性能的影响.
• 为了证明ahCNFs作为灵活超级电容器的无粘合剂电极的潜力.

主要方法:

• 核心外聚合物纳米纤维的电.
• 在氨气氛下碳化和激活,以创建分层的孔隙和空洞结构.
• 孔隙结构,表面积和含量的表征.
• 使用ahCNFs电极制造和对称超级电容器的电化学测试.

主要成果:

• 通过控制的微型,中型和宏型孔,实现了异常高的特定表面积 (3618 m2/g).
• 兴奋剂和等级毛孔显著提高了超级电容器的性能.
• 证明了高特异电容 (208 F/g),能量密度 (7.22 W h/kg) 和良好的速率能力.
• 成功地利用独立的ahCNF作为柔性超级电容器的无粘合剂电极.

结论:

• 开发的化激活空心CNF (ahCNF) 为储能设备提供了卓越的性能.
• 层次性孔隙结构和兴奋剂是高性能超级电容器的关键因素.
• ahCNF对下一代灵活和高性能储能解决方案具有显著的前景.