Wide-temperature activated carbon-based symmetric supercapacitors with impressive performance empowered by H3PO4 electrolyte

超级电容器 电解质 电化学 材料科学 活性炭 电导率 化学工程 磷酸 电极 化学 冶金 有机化学 工程类 物理化学 吸附
作者
Zhan Li,Yuzhou Zhu,Fengxiang Zhang,Kai Zhou,Haihui Jiang,Libin Liu,Ligang Gai
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:584: 233629-233629 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2023.233629
摘要

As a commercial electrode material, activated carbon (AC) has been widely used in electrochemical energy storage systems. However, the electrochemical performance of AC for supercapacitors has not been well developed due to the absence of an ideal electrolyte. In this paper, we report on the all-temperature impressive performance of AC‖AC symmetric supercapacitors with commercial loading level (>10 mg cm−2) empowered by H3PO4 electrolyte. The physicochemical properties of H3PO4 electrolytes with different weight ratios of H3PO4 to H2O have been characterized. The H3PO4 electrolyte with H3PO4/H2O weight ratio of 1 endows AC‖AC supercapacitors with enhanced performance at a wide temperature range of –45–55 °C, compared with the counterparts with H3PO4/H2O weight ratio being 0.5 and 2. The electrochemical performance of AC‖AC supercapacitors operating with the H3PO4 electrolyte (H3PO4/H2O = 1:1, w/w) is increased as the temperature increases from −45 to 55 °C. The impressive performance of AC‖AC supercapacitors operating with H3PO4/H2O weight ratio of 1 is attributed to the high conductivity and reduced water activity of the electrolyte, as confirmed by instrumental analysis and molecular dynamic simulations.
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