随着便携式电子产品和电动汽车向着轻量化、小型化的快速发展，开发与之相匹配的兼具高体积能量密度和高功率密度的长寿命超级电容器成为当前的迫切需求。提高超级电容器的综合性能，关键在于寻找合适的电容器电极材料。多级孔碳材料具有高的功率密度、理想的长循环特性以及快速的充放电性能，是当前超级电容器研究的最主要电极材料。然而，多级孔碳材料至今未能实现在便携式电子产品和电动汽车等领域的大规模商业化应用，其主要原因是体积能量密度仍然远低于商业化的二次电池如镍氢电池、锂电池等。
 
最近，温州大学的王舜教授课题组，与温莎大学的王继昌教授、阿贡国家实验室的陆俊研究员合作，提出并建立了一种基于含氮杂环化合物与卤代共轭二烯间原位脱卤聚合的新方法，设计构建了一系列具有超高真实密度（1.58-1.99 g cm-3）的多重杂原子掺杂的多孔级碳材料。运用N,P,O－三重掺杂多级孔碳材料构建的对称型超级电容器，创造了无金属碳材料在碱性水系介质中很高的体积比电容（760 F cm-3）和迄今最高的体积比能量（36.8 Wh L-1）以及大电流（10 A g-1）充放电条件下的长循环寿命（> 6万次），性能媲美当前广泛使用的镍氢电池。该研究为多级孔碳材料在便携式电子产品和电动汽车等领域的大规模应用提供了重要的理论与实验基础。

相关研究结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上。第一作者为温州大学金辉乐副教授。

该论文作者为：Huile Jin, Xin Feng, Jun Li, Matthew Li, Yuanzhi Xia, Yifei Yuan, Chao Yang, Bin Dai, Zhiqun Lin, Jichang Wang,* Jun Lu,* Shun Wang*

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201813686）：

A New Class of Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials with Unprecedented High Volumetric Capacitive Performance
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201813686

导师介绍

王舜
https://www.x-mol.com/university/faculty/13489

陆俊
https://www.x-mol.com/university/faculty/49561

王继昌
https://www.x-mol.com/university/faculty/50820


来源：X-MOL