安培-小时(Ah)规模的电化学储能设备的极快充电目标是充电时间少于10分钟,以促进广泛采用。然而,由于其固有的反应机理和高电流密度下的安全隐患,这一指标在传统的锂离子电池中很难实现。
在这项工作中,湖南大学Shenglian Luo,Haihui Zhou,伦敦帝国理工学院Yunlong Zhao,Shuqiang Jiao报道了1Ah型软包装钾离子混合型超级电容器(PIHC),它结合了电池型负极的高能量密度和电容型正极的高功率密度的优点。
文章要点
1)PIHC由富含缺陷、高比表面积的N掺杂碳纳米管基正极、镶嵌间距扩大的MnO量子点的碳纳米管基负极、碳酸盐基非水电解液以及无粘结剂和集电器的电池设计组成。
2)通过对电池配置、电极和电解液的优化,电池电压高达4.8 V,高达140 Wh kg−1(以整个器件质量为基准)的高满电池比能量,充满6分钟。在10 C(10A)下循环200次后,容量保持率为88%,在25±1 ℃时的电压保持率为99%。
参考文献
Li, H., Gong, Y., Zhou, H. et al. Ampere-hour-scale soft-package potassium-ion hybrid capacitors enabling 6-minute fast-charging. Nat Commun 14, 6407 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-42108-6
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42108-6