High-energy Li-ion hybrid supercapacitor enabled by a long life N-rich carbon based anode
High-energy Li-ion hybrid supercapacitor enabled by a long life N-rich carbon based anode
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由长寿命富氮碳基阳极实现的高能锂离子混合超级电容器
DOI：
10.1016/j.electacta.2016.08.004
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发表时间：
2016-09
影响因子：
6.6
通讯作者：
Yukun Qin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fei Sun;Jihui Gao;Xin Liu;Lijie Wang;Yuqi Yang;Xinxin Pi;Shaohua Wu;Yukun Qin
将电池和电容器材料混合构建混合超级电容器被认为是在保持高功率输出的同时实现高能量密度的一条很有前途的途径。在这里，我们报道了一种锂离子混合超级电容器，它具有高功率和高能量密度，以及良好的循环稳定性，它是由富N碳基负极和商业活性碳阴极构成的。富N碳球(NRC)具有高比表面积、均匀的介孔结构和高N掺杂量，即使在高电流速率(2A g−1,2000次循环638mAhg−1)下也具有优异的大容量、快倍率和长循环寿命等优异的锂存储性能。得益于NRC的上述优点，组装的混合超级电容器在650W/kg−1下提供了105.8 W/kg−1的高能量密度。即使功率密度增加到10800 W/kg−1，也可以保持40.4W/kg−1。循环寿命也很长(8000次循环后容量保持75%)。本工作通过组装高性能的多孔炭基阳极，为高能混合超级电容器提供了一个新的平台。
Hybridizing battery and capacitor materials to construct hybrid supercapacitors has been regarded as a promising avenue to achieve high energy densities while maintaining high power-output. Herein, we report a lithium ion hybrid supercapacitor with high power and energy densities as well as excellent cycling stability, which is constructed of an N-rich carbon based anode and commercial activated carbon cathode. The N-rich carbon spheres (NRCS) possess high surface area, uniform mesoporous structure, and high level of N-doping, synergically enabling excellent lithium storage properties in terms of high capacity, fast rate capability and long cycling lifespan even at high current rate (638 mAh g−1after 2000 cycles at 2 A g−1). Benefitting from above merits of NRCS, the assembled hybrid supercapacitor delivers a high energy density of 105.8 W h kg−1at 650 W kg−1. Even when power density increases to 10800 W kg−1, 40.4 W h kg−1can be maintained. Long cycling life (capacity retention of 75% after 8000 cycles) is also demonstrated. This work offers a new platform for high-energy hybrid supercapacitors by assembling high-performance porous carbon based anode.
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