福建活性炭中的氮与超级电容器混合

　　活性炭中的氮与超级电容器混合

　　锂离子混合超级电容器结合锂离子电池和超级电容器的主要优点，已成为一种极具吸引力的储能系统。石墨烯和活性炭作为锂离子电池和超级电容器中的普通电极材料，提供高化学、热和物理稳定性的可调多孔结构，导致电导率优异，容量提高。将石墨烯和活性炭中的元素氮混合物视为进一步提高其性能。本文简要总结了混合超级电容器的*新技术，重点是使用石墨烯和活性炭。还强调了后续LiHSCs与石墨烯和活性炭混合的氮。

　　由混合超级电容器组成

　　随着技术设备数量的增加和便携式电子产品的发展，全球对智能高效储能系统的需求正在迅速增长。锂离子电池(LIB)超级电容器确实是预计将应用于智能储能领域的绝佳候选人。以前使用的电池电极材料包括一些碳材料、金属氧化物和金属氢氧化物。而在LIHSC由于其可管理的多孔结构和高表面积，常用的电容器电极材料由活性炭组成。碳纳米管纳米管和石墨烯等其他材料。

　　石墨烯和活性炭被广泛研究为锂离子混合超级电容器的电极材料，因为它们具有较高的表面积，易于锂离子插层，具有优异的容量保持性、长寿命周期和约束结构类型。基于石墨烯或活性炭及其复合材料的电极组装的混合设备已报告高功率密度的高能量密度。据报道，长期稳定的循环寿命和改进的容量保留。

　　采用形态控制和元素混合，以提高石墨烯和活性炭基电极的性能。制备了0-D石墨烯量子点，1-D石墨烯纳米带(GNR)，2-D石墨烯片，3-D石墨烯和多孔石墨烯。引入石墨烯的3D为了实现改进的性能，交联位点由石墨烯片制成π-π堆叠产生的。可压缩性90%，超轻重量和高导电性3D石墨烯气凝胶印刷。该方法可用于打印所需的石墨烯网络结构，以平滑混合电容器中电子和锂离子的路径。如石墨烯中的元素掺杂法N-，Cr，B已报道掺杂活性炭具有改善的电化学性能。

　　N掺杂活性炭

　　氮是伪电容元件。氮掺杂被认为是将伪电容性质纳入石墨烯和活性炭的理想方法，用于高性能超级电容器的应用。氮与碳之间的电负性差异较大，即氮与碳之间的电负性差异较大 3.04 ：2.55，这导致N掺杂石墨烯(NG)电影中碳网络的极化。这种极化通过影响碳原子的自旋密度和电荷分布而导致活化区NG电化学反应发生在表面。氮掺杂剂打开导带与价带之间的带隙，使费米能级高于狄拉克点。这种带隙使NG成为电子和半导体应用的合适候选人。简而言之，作为极化的结果，石墨烯的电子、磁性、光学、电化学性质发生了变化。

　　与电容器相比，活性炭中的氮掺杂增加。由于含有官能团氮的法拉第反应孔的改善，其润湿性不仅提高了活性炭的导电性，而且增加了混合氮的电容性。氨*常用于活性炭的热处理，以混合氮气(NH 3)。石墨烯和活性炭中的氮混合进一步增强了使用NG或氮与活性炭混合(NAC)复合材料组装的电极的电化学活性。基于NG和NAC毫无疑问，电极的混合器具有电化学性能。

　　活性炭的N掺杂可以进一步提高活性炭的性能。首次使用氮掺活性炭(高达29000m 2 g -1的超高表面积，4重量%氮)作为LiHSC使用阴极材料Si / C阴极和阳极的质量比为2 : 1 负极材料中的有机电解质。采用氨作为氮前体，预处理材料作为活性炭前体，并在不同温度下退火。他们在1747-30 127 W kg下实现了230-141 W h kg -能量密度-1功率密度。

　　总之，由于锂电池的电化学性能高，循环寿命长，Li-HSC它确实是一个有前途的储能系统。与包括LIB，SC，与所有其他储能装置相比，装置相比，LIHSC它是**能提供高能量密度和高功率密度的储能系统，因此具有满足智能储能系统需求的潜力。石墨烯和活性炭具有高热和物理稳定性、可调多孔结构和高表面积LIHSC有很大的应用。氮掺杂具有重要意义，因为基于氮掺杂石墨烯和活性炭电极的高能密度。氮掺杂剂组数越多，电极能量密度越高。这种高能量密度是由于氮基团的法拉第反应和孔壁的改善。氮掺杂还增加了碳原子的导电性，提高了电极的容量。由于氮诱导的额外电荷存储机制，所有其他电极都具有更好的性能。然而，混合百分比的影响尚未得到解释。