Short-Range Ordered Porous Carbon Derived from Confined-Region Activation Strategy Exhibits Excellent High-Loading Performance in Supercapacitors

超级电容器 重量分析 材料科学 多孔性 压实 化学工程 碳纤维 电化学 电容 复合材料 电极 化学 复合数 物理化学 工程类 有机化学
作者
Kai Zhao,Dong Sun,Yankun Sun,Zhuang Ma,Zechen Li,Fangzhi Zheng,Qi Zhang,Yang Yin,Changbo Lu,Xinlong Ma,Chunming Xu,Zhihua Xiao
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (19): 7616-7628
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c01940
摘要

Constructing high-loading (>10 mg/cm2) carbon-based electrode materials is an effective way to simultaneously boost the gravimetric/volumetric energy density and power density of capacitors. However, porous carbon materials usually have high defect structures, low compaction density, and low graphitization degree, which severely hinder their electron/ion transport rates at high mass loading, thereby deteriorating the electrochemical performance. Thus, we first propose to construct short-range ordered porous carbon materials with high compaction density to enhance the detailed electrochemical performance without affecting the electron/ion transport rates. Herein, S, N codoped porous carbon (3SN-NAC-800) with a large specific surface area, high compaction density, and abundant short-range ordered structures was prepared by the confined-region activation method, in which needle coke was used as precursor, thiourea as the dopant, and KOH as the activator under 10 MPa pressure. The 3SN-NAC-800 electrode with 4 mg/cm2 exhibits high capacities of 267.2 and 229.7 F/g under 2 and 50 A/g, respectively, and 92.9% capacitance retention for 20,000 cycles. When the mass loading was increased to 8, 12, and 14 mg/cm2, it still exhibited high capacities of 260.4, 257.5, and 250.4 F/g at 2 A/g, respectively. Besides, the electrode with 12 mg/cm2 shows high gravimetric and areal capacitance values of 197.3 F/g and 2367.12 mF/cm2 at 40 A/g, respectively, as well as 90.98% capacity retention for 20,000 cycles, showing excellent rate capability and cycling stability. Furthermore, it exhibits a maximum energy density of 0.11 mWh/cm2 at 2.97 mW/cm2, and a maximum power density of 87.6 mW/cm2 at 0.044 mWh/cm2. This work demonstrates an efficient strategy to prepare short-range ordered porous carbon materials for high-mass-loading capacitors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
酷酷涫完成签到 ,获得积分0
4秒前
15秒前
小蜜峰儿完成签到 ,获得积分10
17秒前
若眠完成签到 ,获得积分10
17秒前
科研通AI2S应助onedowmsk采纳,获得10
18秒前
28秒前
Din完成签到 ,获得积分10
31秒前
33秒前
38秒前
Jasen完成签到 ,获得积分10
40秒前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
46秒前
lkk183完成签到 ,获得积分10
58秒前
loren313完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
艺术家完成签到,获得积分10
1分钟前
Karry完成签到 ,获得积分10
1分钟前
丽丽完成签到,获得积分10
1分钟前
xdd完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无聊的月饼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Muccio完成签到 ,获得积分10
2分钟前
阳光森林完成签到 ,获得积分10
2分钟前
tjpuzhang完成签到 ,获得积分10
2分钟前
快乐咸鱼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Jessica英语好完成签到 ,获得积分10
2分钟前
兜兜揣满糖完成签到 ,获得积分10
3分钟前
抹缇卡完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Cristina2024完成签到,获得积分10
3分钟前
包容的海豚完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
gmc完成签到 ,获得积分10
3分钟前
快醒醒啊发布了新的文献求助10
3分钟前
CUN完成签到,获得积分10
4分钟前
高贵逍遥完成签到 ,获得积分10
4分钟前
liuyong6413完成签到 ,获得积分10
4分钟前
GG完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
orange完成签到 ,获得积分10
4分钟前
nn发布了新的文献求助10
4分钟前
又又完成签到,获得积分10
4分钟前
曲聋五完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3139630
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790511
关于积分的说明 7795445
捐赠科研通 2446958
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301526
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626259
版权声明 601176