成果简介

无粘合剂碳布负载的活性炭电极由于具有比容量大、循环稳定性长等优点，已成为电化学电容器中最有发展前景的电极之一，但其应用受限于其固有的低双电层电容和低电导率。本文，青岛科技大学王辉副教授团队在《Diam Relat Mater》期刊发表名为“Ag, N and O co-doped carbon cloth as high-capacitance electrodes for high-energy capacitors”的论文，研究提出通过碳化聚合反应形成的聚多巴胺层在碳布上形成了含Ag颗粒的氮掺杂碳层，将Ag颗粒引入所获得的碳层中可以提高导电性。

随后，通过电氧化在碳层表面引入含氧官能团，为碳层提供额外的赝电容。在1mA cm -2的电流密度下所获得的电极表现出2740 mF-cm−2的高面积比电容，当电流密度增加15倍时电容保持率为69.1％。由该电极组装的对称电容器在20,000次循环循环后保持87.7%的比容量。该电极的高比容量和长循环稳定性使其成为储能实际应用的有希望的候选者。

图文导读

图1。(a) Ag@ONCC CC的合成过程；(b) Ag@PDA-CC; (c-1, c-2) Ag@NCC; (d-1, d-2) Ag@ONCC 的 SEM 图像。

图2。Ag@PDA-CC，Ag@NCC，Ag@ONCC和ONCC的XPS光谱：(a) 测量光谱，(b)Ag 3d，(c) C1s，(d) N1s；(e) 接触角测试图。

图3。(a) 拉曼图案和I D / I G值，(b) CC、Ag@PDA-CC、Ag@NCC、Ag@ONCC 和 ONCC 的拟合拉曼图案。

图4。(a)5mV s -1扫描速率下不同样品的CV曲线，(b) 不同样品CV曲线的积分面积，(c) 1 mA cm -2电流密度下的GCD曲线，(d) 面积不同电流密度下的比电容，(e) 组装对称电容器的 EIS， (f) 四个 CC、Ag@NCC、Ag@ONCC 和 ONCC 样品的R S和 R CT值。

图5。Ag@ONCC 组装对称电容器的性能评估

小结

综上所述，将嵌入 Ag 纳米颗粒并由含氧基团发挥作用的多孔 N 掺杂碳直接合成到 CC 表面上，以获得电容器的无结合电极。结果证明，Ag@ONCC 可以被认为是一种很有前途的储能电极材料。

文献：

https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109343