Boosting Specific Energy and Power of Carbon-Ionic Liquid Supercapacitors by Engineering Carbon Pore Structures
Boosting Specific Energy and Power of Carbon-Ionic Liquid Supercapacitors by Engineering Carbon Pore Structures
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通过设计碳孔结构提高碳离子液体超级电容器的比能量和功率
DOI：
10.3389/fchem.2020.00006
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发表时间：
2020-02
影响因子：
5.5
通讯作者：
Chen De
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Dong;Gao Hongquan;Hua Guomin;Zhou Haitao;Wu Jianchun;Zhu Bowei;Liu Chao;Yang Jianhong;Chen De
碳离子液体（C-IL）超级电容器（SC）有望提供高电容和高工作电压，从而提供高比能量。为了实现高功率和能量密度，仍然高度要求增强电容。以聚吡咯为原料，通过炭化和活化两步反应合成了一种具有狭缝介孔结构的高孔容、高比表面积活性炭材料。新型狭缝孔结构的碳材料在0.5 A g-1下为C-IL SC提供310 F g-1的比容量，这是记录的最高比容量之一。狭缝介孔活性炭的最大离子体积利用率为74%，有效地提高了离子存储能力，并与离子液体电解质中的离子有更好的相互作用，从而提供了优越的上级电容。我们相信，这项工作提供了一个新的战略工程孔结构，以提高比电容和速率性能的C-IL SC。
Carbon-ionic liquid (C-IL) supercapacitors (SCs) promise to provide high capacitance and high operating voltage, and thus high specific energy. It is still highly demanding to enhance the capacitance in order to achieve high power and energy density. We synthesized a high-pore-volume and specific-surface-area activated carbon material with a slit mesoporous structure by two-step processes of carbonization and the activation from polypyrrole. The novel slit-pore-structured carbon materials provide a specific capacity of 310 F g−1 at 0.5 A g−1 for C-IL SCs, which is among one of the highest recorded specific capacitances. The slit mesoporous activated carbons have a maximum ion volume utilization of 74%, which effectively enhances ion storage, and a better interaction with ions in ionic liquid electrolyte, thus providing superior capacitance. We believe that this work provides a new strategy of engineering pore structure to enhance specific capacitance and rate performance of C-IL SCs.
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