SCMs|超快充电锌离子混合超级电容器阴极：自组装杂原子掺杂碳纳米带

锌离子混合超级电容器(ZHSs)由于其具有较高安全性，较低成本和超长寿命等优点，适合应用于大型储能设备。然而，目前阴极材料的倍率性能较差，严重阻碍了ZHSs的发展。

近日，林肯大学何冠杰副教授和郑州大学黄佳佳副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，设计合成了一系列自组装杂原子掺杂(B,N,O)碳纳米带CPTHB-Bx，作为ZHSs的阴极材料。杂原子掺杂可以显著改善碳骨架的化学特性，产生更多的活性位点，并加速电荷传输。除此之外，本文还证明了B–N基团是快速吸附和脱附锌离子的主要活性位点。

图1 组装的锌离子混合超级电容器的构造和性能。

以CPTHB-B2作为阴极的ZHSs表现出最优异的电化学性能，在0.5 A g⁻¹电流密度下，比电容高达415.3 F g⁻¹，当电流密度从0.5 增大到100 A g⁻¹ 时，比电容保留率高达81%，能量密度为131.9 W h kg⁻¹，功率密度为42.1 kW kg⁻¹。

此研究为超快速锌离子存储材料提供了新的设计思路。

文章信息

Yuying Li, Jiajia Huang, Liqun Kang, et al. Self-assembled carbon nanoribbons with the heteroatom doping used as ultrafast charging cathodes in zinc-ion hybrid supercapacitors. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1923-6

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