优化炭表面氧官能团增强锌离子电容器的电容性能

• Published in: 新型炭材料（中英文） Vol. 38; no. 3; pp. 522 - 533
• Main Authors: 袁平, 肖浩鸣, 李均益, 罗俊辉, 罗先游, 陈大明, 李德, 陈永
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 海南大学材料科学与工程学院,海南省硅锆钛资源利用研究重点实验室,南海海洋资源利用国家重点实验室,海南 海口 570228%佛山科学技术学院材料科学与氢能学院,广东省氢能技术重点实验室,广东 佛山 528000%海南大学材料科学与工程学院,海南省硅锆钛资源利用研究重点实验室,南海海洋资源利用国家重点实验室,海南 海口 570228 2023; 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院,广东省氢能技术重点实验室,广东 佛山 528000
• Subjects: Oxygen functional groups; 乙醇; Ethanol; Activated carbon; 氧官能团; 活性炭; 锌离子电容器; Specific capacitance; 比电容; Zinc-ion capacitors
• ISSN: 1872-5805; 1872-5805
• DOI: 10.1016/S1872-5805(23)60733-4

TQ127.1+1; 锌离子电容器(ZICs)具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、成本低等优点,近年来得到了广泛的研究.在碳基阴极表面引入氧官能团是提高水系ZICs电容性能的有效策略.然而,氧官能团的存在是否有利于提高乙醇(EtOH)基ZICs的电容性能,目前还没有被深入研究.本文采用硝酸氧化和进一步热处理的方法对阴极活性炭表面的氧官能团进行了优化.在ZnCl2/EtOH电解液中,优化后的样品在电流密度为 1 A g-1 时比电容达到 195 F g-1,比未改性的样品(125 F g-1)提高了 56%.同时,ZICs也表现出良好的循环稳定性,在 3 A g-1 下的稳定循环次数超过 16 000次,并且保持100%的库仑效率.这是因为氧官能团,特别是羧基和酯基(―COO)的存在,为Zn2+氧化还原反应提供了丰富的电化学活性位点.因此,本研究通过优化氧官能团增强了炭阴极的电容性能,并为EtOH基ZICs的商业应用提供了研究基础.