氮掺杂分级孔道碳的制备及其锌离子储能特性.pdfVIP

第34卷第6期中国有色金属学报2024年6月

Volume34Number6TheChineseJournalofNonferrousMetalsJune2024

DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-44484

氮掺杂分级孔道碳的制备及其

锌离子储能特性

王甜，俞娟，谢雨琪，彭嘉鑫，赵俊楷

(西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西省冶金工程技术研究中心，西安710055)

摘要：本文选用生物质材料荷花花粉作为碳源，以不同比例的ZnCl作为活化剂，采用超声分散、一步

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碳化活化、高能珠磨等工艺制备出具有天然球形分级孔道结构的生物质衍生多孔碳材料(LPC)，通过将其

作为水系锌离子电容器(AZIC)的正极材料进行形貌结构及电化学性能研究。结果表明：ZnCl和花粉的最

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佳活化质量比为2∶1，此时LPC的比表面积为1516m/g，并表现出了最佳的充放电特性。在0.1A/g的电流

密度下，LPC首次放电比容量达到了69.9mA∙h/g；在5A/g的电流密度下循环1450圈后的容量保持率为

79.9%。这些性能的改善主要归因于LPC的大比表面积、丰富的天然分级孔道结构及氮、氧原子掺杂特性，

为Zn2+提供快速的扩散路径及大量的电化学活性位点，诱导其产生了额外的赝电容。

关键词：锌离子电容器；花粉；多孔碳；氮掺杂

文章编号：1004-0609(2024)-06-1871-13中图分类号：TM53文献标志码：A

引文格式：王甜,俞娟,谢雨琪,等.氮掺杂分级孔道碳的制备及其锌离子储能特性[J].中国有色金属学

报,2024,34(6):1871−1883.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-44484

WANGTian,YUJuan,XIEYuqi,etal.Preparationofnitrogen-dopedhierarchicalporouscarbonanditszinc-ion

energystoragecharacteristics[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2024,34(6):1871−1883.DOI:

10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-44484

随着不可再生能源的日益消耗及全球环境污染料来源广泛、表面易修饰、制备过程简易和良好的

问题的愈发严峻，开发具有高效能量存储特性的电化学稳定性，在改善AZIC的电化学性能方面展现

[1−2][10−12]

化学储能器件对于能源的充分利用至关重要。出巨大优势。以活性碳材料为正极、金属锌为

迄今为止，多种电化学储能器件已经被开发并广泛负极、ZnSO水溶液为电解液构制的AZIC在0.2~