活性炭中的氮與超級電容器混合

　　鋰離子混合超級電容器結合鋰離子電池和超級電容器的主要優(yōu)點，已成為一種極具吸引力的儲能系統(tǒng)。石墨烯和活性炭作為鋰離子電池和超級電容器中的普通電極材料，提供高化學、熱和物理穩(wěn)定性的可調多孔結構，導致電導率優(yōu)異，容量提高。將石墨烯和活性炭中的元素氮混合物視為進一步提高其性能。本文簡要總結了混合超級電容器的*新技術，重點是使用石墨烯和活性炭。還強調了后續(xù)LiHSCs與石墨烯和活性炭混合的氮。

　　由混合超級電容器組成

　　隨著技術設備數量的增加和便攜式電子產品的發(fā)展，全球對智能高效儲能系統(tǒng)的需求正在迅速增長。鋰離子電池(LIB)超級電容器確實是預計將應用于智能儲能領域的絕佳候選人。以前使用的電池電極材料包括一些碳材料、金屬氧化物和金屬氫氧化物。而在LIHSC由于其可管理的多孔結構和高表面積，常用的電容器電極材料由活性炭組成。碳納米管納米管和石墨烯等其他材料。

　　石墨烯和活性炭被廣泛研究為鋰離子混合超級電容器的電極材料，因為它們具有較高的表面積，易于鋰離子插層，具有優(yōu)異的容量保持性、長壽命周期和約束結構類型。基于石墨烯或活性炭及其復合材料的電極組裝的混合設備已報告高功率密度的高能量密度。據報道，長期穩(wěn)定的循環(huán)壽命和改進的容量保留。

　　采用形態(tài)控制和元素混合，以提高石墨烯和活性炭基電極的性能。制備了0-D石墨烯量子點，1-D石墨烯納米帶(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為了實現改進的性能，交聯(lián)位點由石墨烯片制成π-π堆疊產生的?？蓧嚎s性90%，超輕重量和高導電性3D石墨烯氣凝膠印刷。該方法可用于打印所需的石墨烯網絡結構，以平滑混合電容器中電子和鋰離子的路徑。如石墨烯中的元素摻雜法N-，Cr，B已報道摻雜活性炭具有改善的電化學性能。

　　N摻雜活性炭

　　氮是偽電容元件。氮摻雜被認為是將偽電容性質納入石墨烯和活性炭的理想方法，用于高性能超級電容器的應用。氮與碳之間的電負性差異較大，即氮與碳之間的電負性差異較大 3.04 ：2.55，這導致N摻雜石墨烯(NG)電影中碳網絡的極化。這種極化通過影響碳原子的自旋密度和電荷分布而導致活化區(qū)NG電化學反應發(fā)生在表面。氮摻雜劑打開導帶與價帶之間的帶隙，使費米能級高于狄拉克點。這種帶隙使NG成為電子和半導體應用的合適候選人。簡而言之，作為極化的結果，石墨烯的電子、磁性、光學、電化學性質發(fā)生了變化。

　　與電容器相比，活性炭中的氮摻雜增加。由于含有官能團氮的法拉第反應孔的改善，其潤濕性不僅提高了活性炭的導電性，而且增加了混合氮的電容性。氨*常用于活性炭的熱處理，以混合氮氣(NH 3)。石墨烯和活性炭中的氮混合進一步增強了使用NG或氮與活性炭混合(NAC)復合材料組裝的電極的電化學活性?；贜G和NAC毫無疑問，電極的混合器具有電化學性能。

　　活性炭的N摻雜可以進一步提高活性炭的性能。首次使用氮摻活性炭(高達29000m 2 g -1的超高表面積，4重量%氮)作為LiHSC使用陰極材料Si / C陰極和陽極的質量比為2 : 1 負極材料中的有機電解質。采用氨作為氮前體，預處理材料作為活性炭前體，并在不同溫度下退火。他們在1747-30 127 W kg下實現了230-141 W h kg -能量密度-1功率密度。

　　總之，由于鋰電池的電化學性能高，循環(huán)壽命長，Li-HSC它確實是一個有前途的儲能系統(tǒng)。與包括LIB，SC，與所有其他儲能裝置相比，裝置相比，LIHSC它是**能提供高能量密度和高功率密度的儲能系統(tǒng)，因此具有滿足智能儲能系統(tǒng)需求的潛力。石墨烯和活性炭具有高熱和物理穩(wěn)定性、可調多孔結構和高表面積LIHSC有很大的應用。氮摻雜具有重要意義，因為基于氮摻雜石墨烯和活性炭電極的高能密度。氮摻雜劑組數越多，電極能量密度越高。這種高能量密度是由于氮基團的法拉第反應和孔壁的改善。氮摻雜還增加了碳原子的導電性，提高了電極的容量。由于氮誘導的額外電荷存儲機制，所有其他電極都具有更好的性能。然而，混合百分比的影響尚未得到解釋。