基于龙虱前翅的生物炭的制备及其固态超级电容器性能

摘要

为了提高基于碳材料超级电容器的能量密度,通过简单的碳化-活化法制备了一系列基于龙虱前翅的新颖生物炭。所制备的生物炭具有较大的比表面积(666.22~1057.91 m^(2)/g)、分级多孔结构和较高比率的N,O自掺杂(N 2.74%~4.05%,O 8.28%~13.98%)。最优条件下制备的生物炭CLS-700-3被用作超级电容器的电极材料,在6 mol/L KOH溶液中,电流密度为0.5 A/g时,比电容高达379 F/g。分别以聚乙烯醇/氢氧化钾(PVA/KOH)和聚乙烯醇/硫酸锂(PVA/Li_(2)SO_(4))凝胶为电解质,将CLS-700-3电极进一步组装成对称固态超级电容器。其中,以PVA/Li_(2)SO_(4)为电解质的固态超级电容器在功率密度为449.81 W/kg时,能量密度高达18.18 Wh/kg,同时表现出良好的循环稳定性。