自支撑掺磷厚碳电极的构建及其在超级电容器中的应用

作     者：李思敏 江荣源 陈志强 袁春雯 王贵龙 陈俊涛 卢贝丽 黄彪 林冠烽 

作者机构：福建农林大学材料工程学院 福建农林大学金山学院 福建省林业科学研究院 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 080703[工学-动力机械及工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：福建省林业科技推广项目(2022TG18) 2024年大学生创新训练计划项目(202414046001) 国家自然科学基金项目(32171726) 

主　　题：杨木 厚碳电极 植酸 磷掺杂 超级电容器 

摘      要：生物质基炭材料因其在储能领域的潜力受到了广泛关注。然而，纯炭基材料通常亲水性差、赝电容低；组装成电极时需要使用粘结剂，限制了其在高能量密度超级电容器上的应用。基于此，本研究以植酸为造孔剂和磷源，制备出自支撑磷掺杂厚碳电极（P-WC），并将其应用于超级电容器中。植酸的造孔和掺杂作用赋予P-WC三维多孔结构和超亲水性，这促进了电解液快速渗透和交换，从而显著提升其电化学性能。组装成对称超级电容器（SSC）时，在1 mA/cm2下，P-WC的面积比电容和质量比电容分别高达6520 mF/cm2和198 F/g；在能量密度为39.54 Wh/kg(1.31 mWh/cm2)时，功率密度达到21.82 W/kg(0.7 mW/cm2)；即使在20 mA/cm2的高电流密度下，能量密度为24.12 Wh/kg(0.80 mWh/cm2)时，SSC仍能维持436.36 W/kg(14400 mW/cm2)的功率密度。因此，本项工作可为高性能自支撑超级电容器的构建和应用提供理论支撑。