北京哪个医院治疗白癜风正规 http://m.39.net/pf/bdfyy/▲第一作者：张良柱博士通讯作者：刘丹高级研究员，练成教授，吴忠帅教授，类伟巍教授柔性电子器件的兴起激起了对平面储能器件的巨大需求。现有的薄膜锂电池和常规的电容器的大体积满足不了柔性电路集成的需求。微型超级电容器无需隔膜、长寿命和高功率密度的优势使其可以作为柔性电子的微型能源储存器。然而，微型电容器受限于低载量的电极材料要求致使整个器件的的能量密度不高。有不少研究集中于采取赝电容特性的材料提升能量密度，然而这些材料的循环性能远不如碳材料。因此研发高性能的碳材料作为高能量密度微型电容器的电极材料具有光明前景01成果简介鉴于此，澳大利亚迪肯大学类伟巍教授和大连化物所吴忠帅教授（共同通讯作者）等人报导了二维硼氮碳纳米筛用于高能量密度微型超级电容器的电极材料。通过调控二维硼氮碳纳米筛的缺陷程度，可以调控BCNN-MSCs的面电容从30.5mFcm?2到80.1mFcm?2。当使用离子液体凝胶电解质的时候，BCNN-MSCs的能量密度可达到67.6mWhcm?3。制备的单个微型超级电容器可点亮液晶显示屏s。通过理论计算验证了微孔和硼氮原子掺杂提升整体的量子电容，从而实现提高整体电容的效果。本工作展现了二维硼氮碳纳米筛应用于未来储能器件的美好前景。相关研究成果以“TailoringthedefectsofTwo-dimensionalBorocarbonitrideNanomeshforHighEnergyDensityMicro-supercapacitor”为题发表在EnergyStorageMaterials上。张良柱博士为本文的第一作者，黄凯博士为本文的共同一作。02核心内容一、二维硼氮碳纳米筛的表征制备本工作以奶粉和硼酸为原料，通过硬模板法制备了二维硼氮碳纳米筛（图1a）。具体步骤是将硼酸和奶粉加入去离子水中，加热溶解后，蒸发掉水分，形成凝胶。得到的凝胶分别在、和℃煅烧1h后，得到的样品用去离子水清洗，既可以得到二维硼氮碳的纳米筛。从扫描和投射图片中都可以证明得到的二维硼氮碳的纳米筛具有片状形貌和孔结构。拉曼图谱表明通过升高煅烧的温度，BCNN的缺陷度提高。二、二维硼氮碳纳米筛作为微型电容器电极材料表征二维硼氮碳纳米筛作为的电极材料的微型超级电容器具有非常优异的电化学性能。从图二中的CV和GCD曲线证实了BCNN-MSCs,BCNN-MSCsandBCNN-MSCs的电容行为具有良好的可逆性能。面电容随着煅烧温度的提升，由30.5mFcm?2提高到80.1mFcm?2。BCNN-MSCs具有优异的倍率性能，在4mAcm?2的电流密度下，仍然可以保持45.8mFcm?2的面电容。长循环测试中显示BCNN-MSCs具有非常好的长循环稳定性，循环圈后面电容保持在92%。二维硼氮碳纳米筛微型超级电容器用离子液体作为电解质的体系BCNN-EMIMBF4/PVDF-HFP-MSCs。该体系可以释放出3.2V的工作电压，47.5mFcm-2的面电容和长循环稳定性（图三）。作为展示，一个BCNN-EMIMBF4/PVDF-HFP-MSCs器件可以点亮液晶显示屏秒。Ragone图显示BCNN-EMIMBF4/PVDF-HFP-MSCs的体积能量密度和功率密度都优于目前的商业化电容器和锂离子薄膜电池。三、二维硼氮碳纳米筛的理论计算表征通过DFT计算Pure-BCNN,Pore-BCNN,N-BCNN和BN-BCNN的电子结构，显示微孔，硼，氮掺杂可以改变材料接近费米面附近的态密度。图四显示Pore-BCNN,N-BCNN和BN-BCNN费米面的态密度相对于Pure-BCNN有明显的提高。此外图五显示Pore-BCNN,N-BCNN和BN-BCNN比Pure-BCNN的量子电容有大幅度提高。通过计算的总电容，低电压下，表面有微孔可以提高电容量。较高电压下，掺杂硼和氮的电容较高。03结论与展望本工作主要报导了一种富含缺陷的二维硼氮碳纳米筛用于高能量密度的微型超级电容器的电极材料。通过合成温度的控制，可以实现缺陷度的控制。组装出来的电容器可以实现80.1mFcm?2的面电容和67.6mWhcm?3能量密度，这个性能要优于目前报导的大多数碳基微型电容器。通过理论计算结合，揭示了微孔和元素掺杂改变材料的费米面附近的态密度，提升量子电容和整体电容的作用。因此，本工作将为设计二维碳材料纳米筛用于高性能储能材料带来新的思路。LiangzhuZhang,#KaiHuang,#PengchaoWen,JieminWang,GuoliangYang,DanLiu,*ZifengLin,ChengLian,*HonglaiLiu,ShuanghaoZheng,Zhong-ShuaiWu,*WeiweiLei.*.TailoringthedefectsofTwo-dimensionalBorocarbonitrideNanomeshforHighEnergyDensityMicro-supercapacitor..
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