孪生聚合法设计构筑高效电化学储能材料

【作者】 高鹏远； 陆赟； 雷盛； 张爱清； 杨应奎；

【机构】 中南民族大学化学与材料科学学院；

【摘要】 电化学储能是发展非化石能源、构建新能源体系的重要组成部分,而实现高效储能的关键在于电极材料的设计合成与结构调控。本研究通过分子设计合成系列有机-无机杂化单体,再以酸引发单体进行孪生聚合制备出无机氧化物/有机聚合物复合材料,继而高温碳化生成无机氧化物/硫掺杂碳（SC）,或继续用HF刻蚀SiO₂得到硫掺杂介孔碳（SPC）材料。纳米金属氧化物粒子均匀分布在碳基体中,对应复合材料的比表面积约100 m2/g,而SPC比表面积高达792 m2/g,平均孔径约3.1 nm。电化学性能测试发现:在25 m V/s时,SnO₂/SC比电容为193 F/g,而SPC比电容高达564 F/g;在0.5、30.0 A/g时,SPC比电容高达421、200 F/g,在电流密度增加60倍时,比电容仍保持近50%;SPC历经1000次循环后,其比电容保持率超过90%。本工作为设计构筑高效电化学储能材料与器件提供了普适性新方法和新思路。更多还原