基于柠檬酸盐自模板法碳纳米片的制备及其在钠离子电容器中的应用

摘要

由于电容型材料较低的比电容使得提高钠离子电容器(SICs)的能量密度成为目前研究的一大挑战.在此,文中通过直接碳化柠檬酸钠和柠檬酸钾制备了具有不同孔径分布的碳纳米片.所得的2种碳材料分别作为负极材料和正极材料时都表现出高的倍率性能和长的循环寿命.为了弥补电容材料比电容低的缺陷,以NaI作为氧化还原添加剂提供额外的容量.相比于未添加剂的SICs,NaI的加入可将SICs的能量密度从84.3 Wh·kg^-1提高到118.1 Wh·kg^-1,同时,功率密度最大可达40 kW·kg^-1.在充放电循环10000圈后,SICs的比容量仍可保持初始值的74%.这一策略对提升电化学储能器件的能量密度具有重要的指导意义.