Mesopore-dominant wormhole-like carbon with high supercapacitive performance in organic electrolyte
Mesopore-dominant wormhole-like carbon with high supercapacitive performance in organic electrolyte
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在有机电解质中具有高超电容性能的介孔主导虫孔状碳
DOI：
10.1039/c7ra00446j
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发表时间：
2017-03
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Guoqing Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaoqing Yang;Jianlin Yu;Weijian Zhang;Guoqing Zhang
为了设计双电层电容器（EDLC）中的多孔碳基电极，构建大的离子可及表面积以及有效的传质路径是至关重要的，特别是对于具有大离子尺寸的有机电解质。在这里，我们报告的虫洞状介孔碳（WMC）在6 M KOH和1 M四氟硼酸四乙基铵（TEABF 4）电解质的超级电容性能。WMC的合适的中孔尺寸（3.1nm）比TEABF 4的溶剂化离子尺寸大3倍，为电荷积累提供了大的离子可及表面积。三维连续的碳骨架和互连的介孔主导结构赋予WMC优异的电子/电解质传递途径。因此，与KOH相比，TEABF 4的比质量电容略有降低（分别为174和189 F g-1），并且TEABF 4的高倍率性能远远上级大多数其他多孔碳材料。
For designing porous carbon-based electrodes in electric double-layer capacitors (EDLCs), it is crucial to construct a large ion-accessible surface area as well as efficient mass transfer pathways, especially for organic electrolytes with large ion sizes. Here we report the supercapacitive properties of wormhole-like mesoporous carbon (WMC) in both 6 M KOH and 1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEABF4) electrolyte. The suitable mesopore size (3.1 nm) of WMC, which is 3 times larger than the solvated ion size of TEABF4, offers a large ion-accessible surface area for charge accumulation. The 3D continuous carbon framework and interconnected mesopore-dominant structure endow the WMC with excellent electron/electrolyte transfer pathways. As a consequence, it presents a small decrease of specific mass capacitance in TEABF4 as compared to that in KOH (174 vs. 189 F g−1, respectively), and a far superior high-rate capability in TEABF4 than most of other porous carbon materials.
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