用于锂离子电容器的高缺陷氮掺杂碳/还原氧化石墨烯复合阴极材料

具有超级电容器特性的碳基阴极严重限制了现有锂离子电容器(LICs)的能量密度。在此，为了解决阴极的低比电容问题，我们使用简单的一步水热自组装方法制备了一种结构稳定的碳复合材料，该复合材料由聚吡咯衍生的高缺陷碳纳米管和高导电还原氧化石墨烯（rGO）纳米片组成。高度缺陷的结构充当有效的电化学活性位点，以增强离子吸附以获得高性能电容特性。同时，由一维碳纳米管和二维rGO纳米片构建的互连多孔三维网络结构充当快速电子/离子双传输通道，协同促进材料中具有丰富缺陷结构的快速能量存储/释放。在与锂金属配对的半电池中，具有优化结构的碳复合材料作为阴极材料，在0.3 A g−1的条件下表现出显著提高的比电容为160.6 F g−1，在60 A g−1的高电流密度下表现出91.0 F g−1。此外，碳复合材料被用作阴极，与碳涂覆的FeOx(FeOx@N-3DG)阳极配对用于LIC，在1.7 kW kg−1的功率密度下表现出129.1 Wh kg−1卓越的能量密度，并且在43.9 kW kg−1的极高功率密度下仍保持32.9 Wh kg−1出色的能量密度。这项工作的发现为设计高能量密度LICs阴极材料提供了一种有效而合理的策略。

来源：Lina Kong , Liyin Hou , Meichen Liu , Wen Chen , Xueyan Xu , Xufeng Zhou , Zhaoping Liu , Guangjie Shao，Highly defective N-doped carbon/reduced graphene oxide composite cathode material with rapid electrons/ions dual transport channels for high energy density lithium-ion capacitor，Electrochimica Acta 443 (2023) 141704，https://doi.org/10.1016/j.electacta.2022.141704