兼具高能量密度和高功率密度的氮掺杂互联中空碳纳米洋葱结构的制备

摘要

本发明公开了一种尺寸均一的氮掺杂互联中空碳纳米洋葱结构的制备方法，及其作为高性能超级电容器电极材料的应用。所述互联中空碳纳米洋葱的制备包括金属氧化物纳米颗粒模板的制备、碳化、纯化、石墨化及氮掺杂等过程获得氮掺杂互联中空碳纳米洋葱结构。所述结构中，石墨层通过共价键互联形成碳洋葱碳骨架和互联互通的孔结构，具有高比表面积、高导电性和离子快速传输的结构优势，作为超级电容器电极材料可同时获得高能量密度和高功率密度。器件最高能量密度可达到168.9Wh kg‑1，并且在45.2Wh kg‑1的能量密度下能够达到400kW kg‑1的高功率密度。本发明为面向兼具高能量密度和高功率密度的超级电容器电极材料提供了结构设计与制备方案。