For high energy density with high power density, Lithium-ion capacitors (LICs) have received considerable attention in recent years. However, matching the charge-storage capacitor imbalance between battery-type anode and capacitor-type cathode is still a big challenge due to the low capacitance of cathode.
In this work, facile synthesis of multiscale porous P-doped 3D carbon networks is reported. Physical and electrochemical studies reveal that this carbon structure contains multiscale pores, which allow efficient ion diffusion and charge transfer, resulting in the excellent charge-storage capacity and rate capability. Also, additional P doping has profound effect in tuning the porosity, functional groups and electrical conductivity for the porous carbon nanofibers. With rational design, the developed multiscale porous P-doped carbon networks (PKAC) exhibit greatly improved electrochemical performance as not only cathode but also anode for LICs.
고출력 밀도와 에너지 밀도를 위해 리튬 이온 커패시터 (LIC)가 최근 주목 받고있다. 그러나 배터리형 양극과 커패시터형 음극 사이에 전하 축적 용량의 불균형을 맞추는 일은 양극의 낮은 용량 때문에 여전히 큰 과제이다.
이 연구에서는 멀티스케일 다공성 P 도핑 3D 탄소 네트워크의 쉬운 합성이 보고된다. 물리적 및 전기화학적 연구는 이 탄소 구조가 효율적인 이온 확산 및 전하 이동을 가능하게하는 다단계 기공을 포함하고, 그 결과 우수한 전하 저장 용량 및 속도 능력을 이끌어내는 것을 보여준다. 또한 추가적인 P 도핑은 다공성 탄소 나노 섬유의 다공성과 작용기 및 전도성을 조정하는 데 큰 영향을 미친다. 합리적인 설계로 개발된 멀티스케일 다공성 P 도핑 탄소 네트워크 (PKAC)는 LIC의 양극뿐만 아니라 음극으로도 크게 개선된 전기화학적 성능을 보여준다.
