通過KNO
3輔助爆炸并遵循毛細(xì)管致密化工藝，開發(fā)了一種用于鋁復(fù)合離子超級電容器（Al-SC）的石墨烯氧化物基碳電極材料，該材料具有大的比表面積和存儲正負(fù)離子的活性位點(diǎn)。使用由氯化鋁和離子液體組成的雙鹽電解質(zhì)，在電流密度為0.5 A g
-1和電壓為0至3.5 V的情況下，Al SC的電容達(dá)到549 F g
-1。表征和對照實(shí)驗(yàn)表明，特殊的多孔結(jié)構(gòu)和豐富的含氧基團(tuán)使Al SC具有233 W h kg
-1的顯著高能量密度和17500 W kg
-1超高功率密度。通過非原位表征和理論計(jì)算，研究了鋁配合離子的電化學(xué)存儲機(jī)理。這種Al-SC為基于鋁物種的電化學(xué)儲能鋪平了道路。
圖1.（a） GO–P的爆炸，（b）GO–K–P的爆破，（c）XRD圖譜，以及（d）GO、GO–P、GO–P–W、GO–K–P和GO–K-P–W的拉曼光譜。
圖2:所有樣品的XPS（a）測量光譜、（b）C1s光譜和（C）O1s光譜。
圖3.（a）GO、（b）GO–P、（c）GO–P-W、（d）GO–K-P和（e）GO–K–P-W的TEM圖像。
圖4.使用EMIMBF
4作為電解質(zhì)的可充電超級電容器的電化學(xué)性能。（a） 在50 mV s
-1的掃描速率下測試的所有樣品的CV曲線，（b）在1 a g
-1的電流密度下測量的所有樣本的CCD曲線，（c）在不同掃描速率下的GO–K–P–W的CV曲線和（d）在不同電流密度下測試的GO–K–P–W的CCD曲線。
圖5.EMIMBF
4電解質(zhì)中不同鹽（LiCl、KCl、NaCl、ZnCl
2和AlCl
3）的電化學(xué)性質(zhì)。（a） 在50 mV s
-1的EMIMBF
4、LiCl/EMMBF
4、KCl/EMIMBF
4、NaCl/EMMbf
4和ZnCl
2/EMIMBF
4下測試的CV曲線。（b） 在0.5 A g
-1的EMIMBF
4、LiCl/EMMBF
4、KCl/EMIMBF
4、NaCl/EMMbf
4和ZnCl
2/EMIMBF
4下測量的CCD輪廓。（c） 在50 mV s
-1的EMIMBF
4和AlCl
3/EMIMBF
4。（d） 在0.5 A g
-1的EMIMBF
4和AlCl
3/EMIMBF
4。（e） 在2 A g
-1的電流密度下，以純EMIMBF
4和AlCl
3/EMIMBF
4為電解質(zhì)進(jìn)行10000次循環(huán)的器件穩(wěn)定性測試。
圖6.（a） EMIMBF
4和AlCl
3/EMIMBF
4電解質(zhì)的拉曼光譜。（b） 分子動力學(xué)模擬第2000步AlCl
3/EMIMBF
4電解質(zhì)的配置。
圖7.不同充放電電壓下電極的非原位表征。（a） （c）Al 2p、（d）Cl 2p、、（e）N 1s和（f）F 1s的XRD圖譜、（b）拉曼光譜和XPS光譜。
相關(guān)研究成果由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)Ningzhao Shang和河北大學(xué)Yongjun Gao等人2023年發(fā)表在ACS Applied Energy Materials (鏈接:https://doi.org/10.1021/acsaem.3c01679)上。
原文：Graphene Oxide-Based Aluminum Complex Ion Supercapacitor
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
