煤炭衍生和联合合活性炭,用于高性能离子电容体阳极的扩大间层空间
Danyang Zhao1, Jianjun Ni2, Tianlin Li2
1China University of Mining and Technology, School of Materials Science and Physics, Xuzhou 221116, PR China; Jiangsu Province Engineering Laboratory of High-Efficient Energy Storage Technology and Equipment, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, PR China.
Journal of colloid and interface science
|July 31, 2024
概括
这项研究改进了使用煤炭衍生活性碳 (AC) 和/添加剂AC (B,P-AC) 的离子电容器 (SIC) 作为电极材料. 合材料显著改善了离子储存和电容器性能.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 活性炭材料面临的挑战是离子 (Na+) 插入和电荷转移效率.
- 兴奋剂活性炭增加格子间距和缺陷是一种提高离子扩散和动力学的策略.
研究的目的:
- 为高性能全碳离子电容器 (SIC) 准备和评估煤炭衍生活性炭 (AC) 和B,P-化活性炭 (B,P-AC).
- 调查兴奋剂对Na+储能和电化学性能的影响.
主要方法:
- 炭酸炭被用来合成AC和B,P-AC,分别用于阴极和阳极材料.
- 测试了电化学性能,包括特定容量和速率能力.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来理解Na+储存机制.
主要成果:
- 由于其高表面积和微孔结构,交流电极表现出极好的电容.
- B,P-AC阳极显示出高特异面积 (1856.1 m2/g),扩大层间间距 (0.40 nm) 和均的异质原子分布.
- 在B,P-AC阳极实现了可逆Na+储存容量243mAh/g在0.05A/g.
- 组装的B,P-AC//AC SIC提供了高能量密度109.78 Wh kg-1和功率密度10.03 kW kg-1.
结论:
- 来自煤炭的B,P化活性炭是高性能离子电容器的一个有前途的阳极材料.
- 开发的电极材料为SIC的工业生产提供了可行的选择.
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