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通过耦合电容碳阴极中的孔隙大小和含氮量来提高锂离子电容器的能量密度( Promoting the energy density of lithium-ion capacitor by coupling the pore-size and nitrogen content in capacitive carbon cathode )
Xuan Dai Shulai Lei Juan Liu Zhitong Shang Xiaocheng Li
碳阴极电容性能的平庸严重阻碍了锂离子电容器的发展。关于高性能电容碳阴极的指导方针还很缺乏。本研究利用密度泛函理论计算了适合于含LiPF6电解质的碳阴极的期望微结构。结果表明，只有大于2.18nm的孔径才能容纳溶剂化的PF6-离子。实验结果表明,当孔径大于2 nm时,活化聚苯胺衍生碳(APDC)的电容性能显著提高。特别是APDC-700电极,由于其适当的孔径和碳基体中较高的氮含量,使其具有较高的电容量（0.1 A g时为247 F g）和较好的倍率性能（10 A g时为156 F g）。基于APDC-700的LIC装置可在318 W kg时提供300.3Wh kg的超高能量密度，以及1万次以上的良好循环稳定性。这项设计良好的工作将有利于深入理解LiPF6电解液中电容性碳阴极的性能改进，并为设计先进的LIC器件提供指南。
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