Boosting Extraordinary Capacitive Performance by Porous Structure Engineering of Binders in Activated Carbon‐Based Electrodes

材料科学 Boosting(机器学习) 纳米孔 电容感应 多孔性 电极 超级电容器 纳米技术 电容去离子 光电子学 水平扫描速率 离子 电容器 水溶液 电容
作者
Jiaxin Li,Xudong Yan,Cheng Lian,Zifeng Lin,Jiajun Gu,Qinglei Liu,Di Zhang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (44) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/aenm.202504231
摘要

Abstract Activated carbons (ACs) remain the dominant commercial active materials for supercapacitors. However, AC‐based electrodes typically exhibit limited specific capacitance and rapid performance degradation under ultrahigh‐rate conditions or at subzero temperatures. Here, a pore‐engineering‐in‐binder strategy is reported, which creates extra ion transport channels in thick electrodes and remarkably enhances ion accessibility to AC active materials especially at high charging rates. Thick electrodes fabricated from commercially available ACs achieve areal capacitances of up to 2.3 and 1.2 F cm ‒2 in aqueous and organic electrolytes, respectively, and retain 1.1 and 0.5 F cm ‒2 even at an ultrahigh scan rate of 1000 mV s ‒1 —representing 355% and 210% improvements over commercial electrodes. Notably, this extraordinary performance is maintained at subzero temperatures, enabling a high‐power output of 300 mW cm ‒2 at −40 °C, surpassing the best reported supercapacitors. These findings demonstrate a pathway to unlocking the extraordinary capacitive potential of ACs, thereby advancing the development of high‐performance supercapacitors based on nanoporous carbon‐binder systems.
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