当前位置：
X-MOL 学术
›
Adv. Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Exfoliated Mesoporous 2D Covalent Organic Frameworks for High‐Rate Electrochemical Double‐Layer Capacitors
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1002/adma.201907289 Yusran Yusran 1 , Hui Li 1 , Xinyu Guan 1 , Daohao Li 1 , Lingxue Tang 1 , Ming Xue 1 , Zhongbin Zhuang 2 , Yushan Yan 3 , Valentin Valtchev 4 , Shilun Qiu 1 , Qianrong Fang 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1002/adma.201907289 Yusran Yusran 1 , Hui Li 1 , Xinyu Guan 1 , Daohao Li 1 , Lingxue Tang 1 , Ming Xue 1 , Zhongbin Zhuang 2 , Yushan Yan 3 , Valentin Valtchev 4 , Shilun Qiu 1 , Qianrong Fang 1
Affiliation
|
The electrochemical double‐layer capacitors (EDLCs) are highly demanded electrical energy storage devices due to their high power density with thousands of cycle life compared with pseudocapacitors and batteries. Herein, a series of capacitor cells composed of exfoliated mesoporous 2D covalent organic frameworks (e‐COFs) that are able to perform excellent double‐layer charge storage is reported. The selected mesoporous 2D COFs possess eclipsed AA layer‐stacking mode with 3.4 nm square‐like open channels, favorable BET surface areas (up to 1170 m2 g−1), and high thermal and chemical stabilities. The COFs via the facile, scalable, and mild chemical exfoliation method are further exfoliated to produce thin‐layer structure with average thickness of about 22 nm. The e‐COF‐based capacitor cells achieve high areal capacitance (5.46 mF cm−2 at 1,000 mV s−1), high gravimetric power (55 kW kg−1), and relatively low τ0 value (121 ms). More importantly, they perform nearly an ideal DL charge storage at high charge–discharge rate (up to 30 000 mV s−1) and maintain almost 100% capacitance stability even after 10 000 cycles. This study thus provides insights into the potential utilization of COF materials for EDLCs.
中文翻译：
剥落的介孔二维共价有机骨架，适用于高速电化学双层电容器
电化学双层电容器（EDLC）是高要求的电能存储设备，因为与伪电容器和电池相比，它们的高功率密度和数千个循环寿命。本文报道了一系列由脱落的介孔二维共价有机骨架（e-COF）组成的电容器，这些电容器能够执行出色的双层电荷存储。所选的中孔二维COF具有偏光的AA层堆叠模式，具有3.4 nm的正方形开放通道，良好的BET表面积（高达1170 m 2 g -1）以及高的热稳定性和化学稳定性。通过简便，可扩展和温和的化学剥落方法将COF进一步剥落，以产生平均厚度约为22 nm的薄层结构。电子COF-基于电容单元实现高面积电容（5.46μF的厘米-2在1000毫伏小号-1），高重量功率（55千瓦千克-1），以及相对低的τ 0的值（121毫秒）。更重要的是，它们在高充放电速率（高达30 000 mV s -1）下可以执行近乎理想的DL电荷存储，即使在1万次循环后仍可保持近100％的电容稳定性。因此，这项研究为EDLC潜在利用COF材料提供了见识。
更新日期：2020-02-24
中文翻译：
剥落的介孔二维共价有机骨架，适用于高速电化学双层电容器
电化学双层电容器（EDLC）是高要求的电能存储设备，因为与伪电容器和电池相比，它们的高功率密度和数千个循环寿命。本文报道了一系列由脱落的介孔二维共价有机骨架（e-COF）组成的电容器，这些电容器能够执行出色的双层电荷存储。所选的中孔二维COF具有偏光的AA层堆叠模式，具有3.4 nm的正方形开放通道，良好的BET表面积（高达1170 m 2 g -1）以及高的热稳定性和化学稳定性。通过简便，可扩展和温和的化学剥落方法将COF进一步剥落，以产生平均厚度约为22 nm的薄层结构。电子COF-基于电容单元实现高面积电容（5.46μF的厘米-2在1000毫伏小号-1），高重量功率（55千瓦千克-1），以及相对低的τ 0的值（121毫秒）。更重要的是，它们在高充放电速率（高达30 000 mV s -1）下可以执行近乎理想的DL电荷存储，即使在1万次循环后仍可保持近100％的电容稳定性。因此，这项研究为EDLC潜在利用COF材料提供了见识。
京公网安备 11010802027423号