果殼活性炭和超級電容器中的氮摻雜

綜合了鋰離子電池和超級電容器的主要優點，鋰離子混合超級電容器已經成為一種有吸引力的儲能系統。果殼活性炭具有耐磨強度好、空隙發達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優點，廣泛應用于生活、工業、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。作為鋰離子電池和超級電容器中常用的電極材料，石墨烯和果殼活性炭提供了具有高化學、熱和物理穩定性的可調諧多孔結構，與其他電極相比，這反過來又導致了優異的導電性和提高的電容。果殼活性炭具有耐磨強度好、空隙發達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優點，廣泛應用于生活、工業、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。結果表明，在石墨烯和果殼活性炭中摻氮可以進一步提高其性能。本文綜述了混合超級電容器的最新技術，重點介紹了石墨烯和果殼活性炭的應用。隨后在 lihsc 中用石墨烯和果殼活性炭對氮進行摻雜的情況也得到了強調。

混合超級電容器的組成

隨著技術裝備的增多和便攜式電子產品的發展，全球對智能高效儲能系統的需求迅速增長。

石墨烯和果殼活性炭由于具有比表面積大、容易嵌鋰、容量保持性好、壽命長和結構受限等優點而被廣泛用作鋰離子混合超級電容器的電極材料。使用基于石墨烯或果殼活性炭及其復合材料的電極的混合器件已被報道用于顯示高能量密度和高功率密度。據報道，長的穩定循環壽命和改善的能力保留。

為了改善石墨烯和果殼活性炭基電極的性能，采用了形貌控制和元素摻雜的方法。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。為了提高性能，引入了石墨烯的3D交聯結構，其中通過堆疊石墨烯片產生交聯位點。90%可壓縮性、超輕重量和高導電性的3D打印石墨烯氣凝膠。該方法可用于印刷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。據報道，元素摻雜方法，如石墨烯和果殼活性炭中的氮、鉻、硼摻雜，具有改善的電化學性能。

　　N摻雜果殼活性炭

氮是一種偽電容元件。氮摻雜被認為是一種理想的方法，可以將偽電容性質整合到石墨烯中，并用于制造高性能超級電容器的果殼活性炭。氮和碳的電負性差為3.04:2.55，這導致了 n 摻雜石墨烯碳網絡的極化。碳原子的自旋密度和電荷分布的影響導致了活化區的產生，直接催化了 ng 表面的電化學反應。氮摻雜打開了導帶和價帶之間的帶隙，使費米能級高于狄拉克點。