Designing hollow mesoporous carbon sphere for high-rate supercapacitor in water-in-salt electrolyte

超级电容器 电解质 介孔材料 功率密度 电容 化学工程 多孔性 碳纤维 材料科学 纳米技术 化学 功率(物理) 电极 复合材料 催化作用 热力学 有机化学 工程类 复合数 物理化学 物理
作者
Liping Feng,Huichao Liu,Wenyan Zan,Si‐Dian Li,Yunzhen Chang,Ying Zhang,Wenjing Hou,Yun Zhao,Sheng Zhu,Gaoyi Han
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:486: 150346-150346 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.150346
摘要

The expansion of the operational voltage in supercapacitors (SCs) through the utilization of water-in-salt electrolytes (WISEs) has garnered considerable attention for achieving elevated energy density. However, the poor rate performance of assembled SCs persists due to the heightened viscosity of WISEs (e.g., 17.0 mol kg−1 NaClO4), so designing the porous structure of electrode materials to improve the rate performance of SC in WISEs has become a research focus. In this study, we present a straightforward approach to fabricate hierarchical porous carbon spheres, designing to expedite ion infilling and transport within WISE-based SCs. The hollow porous carbon is synthesized via one-step pyrolysis process, wherein the decomposition of inner colloid particles yields gases, while the outer resorcinol–formaldehyde resin carbonizes to form a spherical shell. In the WISE of 17.0 mol kg−1 NaClO4, the resulting symmetric SCs exhibit an operational voltage of 2.6 V and significantly improved rate capability with a capacitance retention of 47.7 % at 100 A g−1. Notably, the energy density can reach 31.0 Wh kg−1 at a power density of 2.4 kW kg−1. Even under high power density conditions of 120.0 kW kg−1, the energy density of 14.7 Wh kg−1 can remain. Additionally, the SC device manifests an impressive capacitance retention of 99.1 % after 20,000 cycles, showcasing exceptional cyclic stability. This research introduces a novel synthesis strategy for hierarchical porous carbon materials, enabling the development of high-rate SCs with both elevated energy density and power density.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.4应助彭佳丽采纳,获得10
刚刚
Phiephie完成签到,获得积分20
1秒前
liuchenxu发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4应助zzw采纳,获得30
1秒前
1秒前
Ava应助李亚宁采纳,获得10
1秒前
小青菜完成签到,获得积分10
2秒前
rainsy完成签到,获得积分10
2秒前
朴实的垣完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
刘老哥6发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
科研通AI6.4应助小杜采纳,获得10
4秒前
斯文败类应助gy采纳,获得10
4秒前
空空伊发布了新的文献求助10
4秒前
Phiephie发布了新的文献求助10
5秒前
星辰大海应助刘果果采纳,获得10
5秒前
飞云完成签到,获得积分10
5秒前
awa606发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小明发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
刘哈哈发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
慕青应助生动悟空采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
pinkyy发布了新的文献求助30
9秒前
香蕉觅云应助Li采纳,获得30
10秒前
青青发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
11秒前
陈野青发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
GBRUCE完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
无花果应助落后的平卉采纳,获得10
12秒前
李亚宁发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7288516
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8908149
关于积分的说明 18853869
捐赠科研通 6957162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208907
关于科研通互助平台的介绍 2378678
邀请新用户注册赠送积分活动 2184676