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陳國華/鄧遠(yuǎn)富ACS Energy Letters：高性能氮摻雜多孔碳正極的層間距-陰離子匹配準(zhǔn)則

鋰離子電容器（LIC）結(jié)合了電池和超級電容器的優(yōu)點，可以兼容地提高能量/功率密度。?然而，目前對結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的認(rèn)識限制了碳基電極的進(jìn)一步發(fā)展。

在此，華南理工大學(xué)陳國華教授、鄧遠(yuǎn)富教授等人發(fā)現(xiàn)層間通道的結(jié)構(gòu)影響氮摻雜多孔碳(NDPC)正極中離子的可及性和選擇性。并且通過電化學(xué)和光譜測量證明，大的層間通道為不同的陰離子提供了高的滲透性，并重新排列以緩沖體積變化。

相反，狹小的層間通道具有較高的離子選擇性，與較大的陰離子相互作用會產(chǎn)生畸變。該工作證明了層間距在NDPCs電雙層機(jī)制中的重要性。因此，該尺寸效應(yīng)可成功地應(yīng)用于開發(fā)高級激光器。

圖1. 結(jié)構(gòu)表征

具體而言，許多研究都忽略了層間通道對電容行為的尺寸效應(yīng)，該工作仔細(xì)探討了基于NDPC正極中層間距的重要性。通過電化學(xué)性能得到d間距能夠控制離子選擇性，并且當(dāng)它們尺寸匹配時有利于離子傳輸和調(diào)節(jié)。?通過光譜表征進(jìn)一步闡明了這一機(jī)制，證實層間空間不是固定、孤立的幾何限制，而是可以通過離子通道相互作用進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且可以實時反映整體碳結(jié)構(gòu)。

?因此，應(yīng)將小離子引入窄縫中以獲得更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和離子可及性。總之，該工作為NDPC的d-間距在EDLC中發(fā)揮的重要作用提供了新的見解。

圖2.電化學(xué)性能

An Interlayer Spacing-Anion Matching Guideline for High-Performance N-Doped Porous Carbon Cathode, ACS Energy Letters 2023 DOI:?10.1021/acsenergylett.3c00924

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