成果简介
随着柔性固态超级电容器的迅速发展，迫切需要设计和制备具有优良电容性能的薄膜电极。本文，湘潭大学黎华明教授团队在《ACSAppl.EnergyMater》期刊发表名为“lexibleSolid-StateSupercapacitorswithOutstandingCapacitivePerformanceEnabledbyN/B-CodopedPorousCarbonNanosheets”的论文，研究通过热解五硼酸铵模板化三（2-氯乙基）胺盐酸盐，然后真空过滤来制备独立的N/B共掺杂碳膜。N/B共掺杂碳膜厚度约为4.0nm的纳米片（即BNC-）具有分级孔结构、高比表面积（m2g–1）和高N/B含量（9.6atom%N和3.9atom%B)。
得益于类石墨烯结构和高水平的N/B共掺杂，独立式BNC-膜电极在水性碱性电解液中表现出高比电容（0.5Ag–1时为Fg–1）和高倍率容量（1.0–Ag–1时为83.1%的电容保持率）。此外使用BNC-薄膜电极组装的柔性固态超级电容器在碱性聚乙烯醇（PVA）-KOH凝胶电解质中表现出高电容（1.0Ag-1时为Fg-1）和高倍率容量（1.0-50Ag-1时为76.6%的电容保持率），在中性钠溶液中表现出高能量密度（30.14Wh-kg-1）羧甲基纤维素（CMCNa）–Na2SO4凝胶电解质。
图文导读
图1.不同放大倍数下NH4B5O8晶体(a,b)、TCAH包覆的NH4B5O8晶体(c,d)和热解NH4B5O8模板化TCAH的SEM图像°C(e,f)。
方案1.BNC-x薄膜制造示意图
图2.BNC-x纳米片的N2吸附/解吸等温线(a)和孔径分布(b)
图3.独立式BNC-薄膜的光学图像(a)和不同放大倍数(b,c)下的横截面SEM图像。BNC-纳米片在不同放大倍数下的TEM图像(d,e)、AFM图像和高度分布(f)以及元素映射图像(g)。
图4.BNC-x纳米片的XPS测量光谱(a)。BNC-纳米片的解卷积N1s(b)和B1s(c)XPS峰和动态接触角测试(d)。
图5.BNC-x薄膜电极在6.0MKOH电解液中的电容性能
图6.BNC--FSC的电容性能
图7.BNC--FSCn的电容性能。
小结
综上所述，使用廉价且商用的前体和模板容易地大规模制备N/B共掺杂碳纳米片，在柔性固态超级电容器中具有巨大的应用潜力。
文献：
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbjj/9100.html
