SCMs|多级结构氮掺杂碳球助力超高倍率及稳定的锌离子超级电容器

尽管高能量水系锌离子超级电容器(ZHSCs)的研究取得了重要的进展，但缓慢的锌离子扩散及不理想的阴极材料仍然限制了其能量密度和循环寿命。

近日，南昌大学陈义旺教授课题组在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，设计了具有合适的孔径分布及优异的锌离子储存能力的氮掺杂分级碳球(NMCSs)，得到了超高倍率及稳定的锌离子超级电容器。

组装的ZHSCs在0.2 A g⁻¹的电流密度下，表现出优异的电容量(157.8 mA h g⁻¹)及能量密度(126.2 W h kg⁻¹)，具有卓越的功率密度(39.9 kW kg⁻¹)。此外，ZHSCs表现出了超长的循环稳定性，在50,000次循环测试后仍能保持96.2%的初始电容量。

此外，作者设计了一种新型的平面ZHSCs，表现出优异的低温电化学性能，超高的体积能量密度(31.6 mW h cm⁻³)和极佳的集成性能。通过原位/非原位表征，系统地揭示了NMCSs电极优异的电化学性能主要来源于阳离子和阴离子的协同吸附以及NMCSs的可逆化学吸附作用机理。

本工作不仅为新型高性能ZHSCs的构建和开发提供了新思路，也为进一步理解ZHSCs的电化学储能机理提供了依据。

文章信息

Peng, Z., Guo, J., He, Q. et al. Hierarchically nitrogen-doped mesoporous carbon nanospheres with dual ion adsorption capability for superior rate and ultra-stable zinc ion hybrid supercapacitors. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-021-2006-y

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