【摘 要】
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碳材料作为超级电容器(supercapacitors,SCs)的电极材料,一般具有良好的倍率性能及循环稳定性,但它的比电容有限。KOH活化法与氮磷共掺杂法是提高碳材料的比电容的有效方法。
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碳材料作为超级电容器(supercapacitors,SCs)的电极材料,一般具有良好的倍率性能及循环稳定性,但它的比电容有限。KOH活化法与氮磷共掺杂法是提高碳材料的比电容的有效方法。因此,本课题围绕苯并噁嗪基碳材料开展了如下工作:(1)通过KOH活化法制备了苯并噁嗪基多孔碳材料(KOH-Cs)。其中KOH-5-1具有1433.2m2/g的比表面积。KOH-5-1电极在0.5A/g电流密度下具有184.0F/g的比电容,在15A/g电流密度下仍具有168.9F/g的比电容,在5A/g电流密度下循环5000次仍具有175.7F/g的比电容和97.0%的电容保留率。KOH活化形成的微孔和介孔分别能提高KOH-Cs电极的比电容和倍率性能。(2)通过氮磷共掺杂法制备了氮磷共掺杂苯并噁嗪基碳材料(C/P-Cs)。该材料具有高氮磷含量(N:7.5wt%,P:13.6wt%)。其中C/P-20-1电极在0.5A/g电流密度下具有203.0F/g的比电容,在20A/g电流密度下仍具有173.2F/g的比电容,在5A/g电流密度下循环5000次仍具有175.0F/g的比电容和90.1%的电容保留率。C/P-20-1电极组装的SCs在50W/kg的功率密度下具有11.45Wh/kg的能量密度,在25kW/kg的功率密度下仍具有5.55Wh/kg的能量密度,在5A/g电流密度下循环10000次仍具有79.9%的电容保留率。这归功于氮磷共掺杂的作用。
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