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Influence of Nitrogen‐Doping for Carbide‐Derived Carbons on the Supercapacitor Performance in an Organic Electrolyte and an Ionic Liquid

超级电容器 离子液体 电解质 四氟硼酸盐 材料科学 电化学 氮气 乙腈 电容 无机化学 碳化物 比能量 碳纤维 化学工程 化学 有机化学 电极 物理化学 复合材料 工程类 催化作用 物理 复合数 量子力学
作者
Benjamin Krüner,Christina Odenwald,Antje Quade,Guido Kickelbick,Volker Presser
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:1 (4): 135-148 被引量:17
标识
DOI:10.1002/batt.201800051
摘要

Abstract We investigated the influence of nitrogen groups on the electrochemical performance of carbide‐derived carbons by comparing materials with a similar pore structure with and without nitrogen‐doping. These materials were tested in a half‐cell and full‐cell supercapacitor setup with a conventional organic electrolyte (1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate in acetonitrile) and an ionic liquid (1‐ethyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate). Varying the nitrogen content in the range of 1–7 mass % had no systematic influence on the energy storage capacity but a stronger impact on the rate handling ability. The highest specific capacitance in a half‐cell supercapacitor at a negative potential was 215 F/g in EMIM‐BF 4 . Using the best‐performing carbide‐derived carbon with and without nitrogen‐doping (i. e., by applying a synthesis temperature of 800 °C), the full‐cell performance was 174 F/g, which results in a high specific energy of 61 Wh/kg in EMIM‐BF 4 . For the same materials, the corresponding specific energy was about 30 Wh/kg when using the organic electrolyte.
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