石墨质多孔炭的制备及其双离子电容储能机理

作为锂离子电池和超级电容器的结合,锂离子电容器由于兼备电池和电容器的优点而受到了广泛关注。然而因其正极双电层电容行为的储能机理,锂离子电容器的能量特性受到了较大的限制。因此,为了从根本上增强锂离子电容器正极材料性能,本研究提出了双离子电容器的储能机理。以柠檬酸钾/镁/铁为原料,合成了兼备石墨质结构与层次化多孔结构的石墨质多孔炭,并以其为正极材料,实现了兼具锂离子电容器正极离子吸附行为与双离子电池正极阴离子插层行为的双离子电容储能。由于石墨质多孔炭结构中石墨质结构在高电位下由阴离子插层反应贡献的额外平台容量以及对于材料导电性的增强,石墨质多孔炭正极材料的能量特性明显超过多孔炭及人造石墨正极,实现了从储能机理的层面的器件性能增强。