Sandwich-like nitrogen-enriched porous carbon/graphene composites as electrodes for aqueous symmetric supercapacitors with high energy density
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三明治状富氮多孔碳/石墨烯复合材料作为高能量密度水对称超级电容器的电极
DOI：
10.1016/j.electacta.2015.12.087
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发表时间：
2016-01
影响因子：
6.6
通讯作者：
吴世华
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
吴世华
在聚丙烯腈（PAN）纳米纤维纸上添加体积掺杂或表面包覆的氧化石墨烯（GO），然后在高温下用KOH活化，制备了三明治状富氮多孔碳/石墨烯复合材料。该复合材料具有1957.2-2631.8 m2 - 1的高比表面积，以及作为超级电容器电极的优异储能能力。在含有两种类型石墨烯的N-ACGrF@Gr1的6 M KOH水溶液中，在电流密度为0.1 A g−1时，获得了381.6 F g−1的非常高的比电容。研究结果表明，在复合材料中，表面涂覆的石墨烯比块状掺杂的石墨烯对提高超级电容有更积极的作用。此外，组装的水对称超级电容器在功率密度为25.0 W kg - 1时具有13.2 W h kg - 1的高能量密度，在4.7 kW kg - 1时具有8.3 W h kg - 1的能量密度，保持率为62.9%。
Sandwich-like nitrogen-enriched porous carbon/graphene composites were prepared by carbonization of polyacrylonitrile (PAN) nanofiber paper with bulk-doped and/or surface-coated graphene oxide (GO), and followed by activation with KOH at high temperatures. The composites exhibit high specific surface areas in a range of 1957.2–2631.8 m2g−1, as well as superior energy storage capability as electrodes for supercapacitors. A very high specific capacitance of 381.6 F g−1at a current density of 0.1 A g−1was achieved in 6 M KOH aqueous electrolyte for N-ACGrF@Gr1 that contains two types of graphene. According to the investigation results, the surface-coated graphene plays a more positive effect on improved supercapacitance than the bulk-doped graphene in the composites. Additionally, the assembled aqueous symmetric supercapacitors deliver a high energy density of 13.2 W h kg−1at a power density of 25.0 W kg−1, and 8.3 W h kg−1at 4.7 kW kg−1with a retention rate of 62.9%.
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