Phosphorus-doped thick carbon electrode for high-energy density and long-life supercapacitors

超级电容器 电容 材料科学 电化学 电极 碳化 分析化学(期刊) 化学工程 功率密度 兴奋剂 化学 复合材料 光电子学 冶金 扫描电子显微镜 有机化学 量子力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理)
作者
Feng Wang,Jun Young Cheong,Qiu He,Gaigai Duan,Shuijian He,Lin Zhang,Yan Zhao,Il‐Doo Kim,Shaohua Jiang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:414: 128767-128767 被引量:114
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.128767
摘要

Keeping outstanding electrochemical performance under high mass loading is critical to develop functional thick electrodes. Here, we report a high phosphorus-doped wood-derived carbon thick electrode for supercapacitor via phytic acid treatment, which can form hydrogen bonds with cellulose molecules in the wood. The content of phosphorus reaches up to 9.24 at% in carbonized wood with P-doping (CW-P-9.24), higher than most previously reported P-doped carbonaceous materials. CW-P-9.24 electrode (800 μm, 17.17 mg cm−2) exhibits greatly improved electrochemical performance, especially in energy density and cyclic stability. Significantly, the symmetrical supercapacitor device exhibits high areal and specific capacitance of 4.7 F cm−2 and 206.5 F g−1 at 1.0 mA cm−2 with prominent retention of 90.5% through the long-term cycling at 20 mA cm−2 for 20,000 cycles, and 0.94 mW h cm−2 (41.2 Wh kg−1) at power density of 0.6 mW cm−2 (26.3 W kg−1), and possesses excellent volumetric capacitance and energy density of 29.3 F cm−3 and 5.8 Wh cm−3, respectively. The outstanding performance can be attributed to the excellent hierarchical structure, low tortuosity, and high phosphorus doping with fast accessible channels at high current density. The extraordinary performance of CW-P has been elucidated by density functional theory calculations, which confirm the enhanced activity by P-doping. These results demonstrate that the CW-P electrode is promising for practical application in energy storage devices and encourage more investigations for thick electrode.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
YYY发布了新的文献求助10
刚刚
贱小贱完成签到,获得积分10
刚刚
黑布林大李子完成签到,获得积分10
1秒前
哼哼完成签到 ,获得积分10
1秒前
Zzy完成签到,获得积分10
1秒前
怡然斩完成签到 ,获得积分10
4秒前
JAYZHANG完成签到,获得积分10
4秒前
踏实凡阳发布了新的文献求助10
5秒前
cqs发布了新的文献求助10
5秒前
小螃蟹完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
人间枝头完成签到,获得积分10
7秒前
Zzy发布了新的文献求助10
9秒前
pululu发布了新的文献求助20
10秒前
张聪完成签到,获得积分10
10秒前
DaisyRong完成签到,获得积分10
11秒前
草拟大坝完成签到 ,获得积分0
12秒前
13秒前
飘逸平凡发布了新的文献求助10
14秒前
yyc666完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
踏实凡阳完成签到,获得积分10
17秒前
yyc666发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
北侨发布了新的文献求助10
18秒前
luobeibei完成签到 ,获得积分10
18秒前
一位名圆发布了新的文献求助10
19秒前
JoJo发布了新的文献求助30
21秒前
Phoo完成签到 ,获得积分10
21秒前
英姑应助pyc采纳,获得10
24秒前
飘逸平凡完成签到,获得积分20
25秒前
选课完成签到,获得积分10
28秒前
大学士发布了新的文献求助20
29秒前
北侨完成签到,获得积分20
29秒前
31秒前
32秒前
33秒前
我爱吃水果完成签到,获得积分20
35秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392328
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096863
关于积分的说明 5283151
捐赠科研通 1824481
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909913
版权声明 559923
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486236