An ultrafast rechargeable hybrid potassium dual-ion capacitor based on carbon quantum dot@ultrathin carbon film cathode
- Resource Type
- Original Paper
- Authors
- Liu, Zhao-Meng; Wang, Da; Li, Shang-Zhuo; Lai, Qing-Song; Yang, Dong-Run; Zhao, Lu-Kang; Mu, Jian-Jia; Wang, Xuan-Chen; Gao, Xuan-Wen; Luo, Wen-Bin
- Source
- Rare Metals. :1-12
- Subject
- Potassium dual ion capacitor
Carbon quantum dots
Ultrathin carbon film
Anion hybrid storage mechanism
Ultrafast rechargeable
- Language
- English
- ISSN
- 1001-0521
1867-7185
摘要: 以碳量子点复合超薄碳膜(CQD@CF)为正极材料,构建了一种超快充电的钾双离子混合电容器(HPDICs)。通过简单的催化石墨化路线和酸浸过程进行自组装,可以实现所设计的CQD@CF有效合成。这种特殊的复合材料具有较大的吸附界面、优异的离子混合存储能力和极好的结构稳定性。在工作电压为1.4-4.5 V的半电池体系中,CQD@CF复合材料的电化学性能得到充分发挥,在50 mA·g−1电流密度下,其比放电容量达到128.5 mAh·g−1在1000 mA·g−1条件下循环5000次后,其容量保持率达到97.97%,在5000 mA·g−1电流下循环40000次后,其容量保持率达到96.10%。此外,通过准原位TEM和XPS测试,对CQD@CF电极的结构稳定性原理和离子混合存储机制进行了深入研究。在全电池体系中,以CQD@CF为整极、纳米石墨粉为负极构建的全电池具有141.5 Wh·kg−1的高能量密度、5850 W·kg−1的功率密度和超长循环稳定性(在5000 mA·g−1下循环30000次后容量保持率为90.2%).