一种掺杂碳材料制备的超级电容器电极材料及制备方法与流程

1.本发明涉及电极材料技术领域，具体涉及一种掺杂碳材料制备的超级电容器电极材料及制备方法。


背景技术：

2.超级电容器作为一种新型的清洁能源储电装置，以其充放电速度快、安全性能高、使用寿命长等优点，在储电领域占据着重要的地位。碳材料因其稳定的化学性质、高的导电率和高比表面积等优点，一直是超级电容器电极材料的研究焦点。然而，碳材料也存在比电容较小、能量密度较低的缺点，且以天然材料制备的碳材料，原材料来源不稳定，可重现性低，而具备高性能的碳基材料(如碳纤维、碳纳米管)生产成本极高，过程复杂且后续处理难度大，这极大的限制了它们的广泛应用。
3.随着超级电容器的广泛应用，我们对其的需求也逐渐增加，要求其具有高比电容和更长使用寿命的同时，又能够在大电流下实现瞬时充放电，这就使得我们要不断提升和优化超级电容器的电化学性能，才能满足高性能电极材料的需求。而碳材料一直都是超电电极材料的关注焦点，为了能够制备出具有高的超电性能的电极材料，可以对碳材料的形貌结构进行改造和改性。而在材料中引入非金属杂原子(硼、氮、氧、磷、硫等)可以极大的提升材料的电化学性能。因在元素周表中氮和氧原子的位置相近，其半径与碳相近，所以易于掺入碳材料的结构中，经大量研究证明，氮掺杂的多孔碳材料不仅能够增加材料的比表面积，提高材料的界面润湿性，还使得碳材料具有可调节的多孔结构；氮与磷在元素周期表中位于同一主族，磷原子半径要大于氮原子，但两种原子具有相同的价电子数，这就使得磷原子具有更强的供电子能力，磷原子掺杂也能极大的提升材料的电化学性能，研究表明，氮磷双掺杂还可起到协同作用，能够为电极材料提供更多的法拉第反应的活性位点，以此为材料引入部分赝电容。而硼、硫等原子的掺入，也能起到同样的作用，但是，其一：如何制备出具有高能量密度的碳材料一直是我们要解决的问题，其二：现有技术制备碳材料的方式较为极端，或采用天然材料进行制备或采用高要求的方式进行制备，前者性质不稳定具有质量结构不一的风险，后者具有极高的生产成品，仅适合用于实验室内小批量的制备，尤其是掺杂碳材料的制备，本身其就是以多种元素进行掺杂，在这个过程还需要对多种的杂质进行剔除，这会原材料的问题而导致工业化步骤的大幅度增加。
4.其中，《li y,liu q,li w,et al.synthesis and supercapacitor application of alkynyl carbon materials derived from cac
2 and polyhalogenated hydrocarbons by interfacial mechanochemical reactions[j].acs appl mater interfaces,2017,9(4):3895-3901》中有公开的制备方法，其制备的氮硼双掺杂碳材料，掺入的硼含量为3.97wt％,氮含量为12.10wt％，比电容值在0.1a/g的电流密度下为304f/g。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于现有技术，本发明的目的在于通过利用氮掺杂多孔碳材料具有可调控的多
孔结构这一特点，在含氮杂环金属有机配合物的基础上和在强碱性条件下，以硼酸和磷酸氢二铵为硼源和磷源，分别制备了掺硼碳材料和掺磷碳材料，经电化学性能测试，制备的两种碳材料的比电容量和能量密度均得到了极大的提升，同时具有较长的循环寿命。
[0006]
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种掺杂碳材料制备的超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0007]
①
称取0.2294克(0.00052mol)的有机配体
[0008]
4-(2,4,6-tricarboxylphenyl)-2,2’:6’,2
”‑
terpyridine置于烧杯中，再量取12ml的dmf倒入，将盛有混合物的烧杯放置在磁力搅拌器上恒温搅拌直至有机配体完全溶解，得到溶液a；
[0009]
②
称取用于配位的金属盐zn(no3)2·
6(h2o)，0.0774g(0.00026mol)放入预制的10ml去离子水中将其完全溶解，溶解完成后加入步骤
①
的溶液a烧杯中，恒温搅拌1小时，得到溶液ba；称取适量的掺杂材料和去离子水将其溶解，再逐滴加入溶液ba中，接着再继续搅拌1h，得到溶液bb；
[0010]
③
称取1.4gkoh放入5ml的去离子水中将其完全溶解，再加入20ml无水乙醇，超声5min后，加入步骤
②
的溶液bb中，恒温搅拌0.5小时后得到溶液c，将溶液c升温蒸干即可得到固体初产物d；
[0011]
④
将固体初产物d放入瓷舟，放入充满n2的管式炉中，设定温度25℃并以5℃/min的温升速率将管式炉温度升至700℃，达到700℃后持续恒温煅烧2h，设置降温速率5℃/min直至25℃，得到煅烧产物e；
[0012]
⑤
将煅烧产物e用2mol/l盐酸进行多次酸洗，直至洗涤液呈中性，再依次用去离子水、无水乙醇清洗得到洗涤产物f，再洗涤产物f放入80℃的鼓风干燥箱中干燥10h，得到目标碳材料。
[0013]
作为上述方案的进一步设置，所述步骤
②
和步骤
③
的溶液b、溶液c添加方式为逐滴缓慢添加。
[0014]
所述有机配体4-(2,4,6-tricarboxylphenyl)-2,2’:6’,2
”‑
terpyridine的结构式如下：
[0015][0016]
目的一：本发明制备步骤中所述的掺杂碳材料命名为c/b-700，且经过测试所述c/b-700材料在0.5a/g时，能量密度达到最大值83.0wh/kg，最高比电容值422.3f/g，在10a/g时，功率密度为5937.6w/kg，比电容为234.9f/g，其电容保持率为55.6％。
[0017]
目的二：本发明制备步骤中所述的掺杂碳材料命名为c/p-700，所述c/p-700材料在0.5a/g时，能量密度达到最大值73.9wh/kg，比电容值为363.2f/g，10a/g时，功率密度
6032.0w/kg，比电容为219.7f/g，其电容保持率为60.5％。
[0018]
采用上述方案，本发明以碱活化制备金属有机配合物的基础上，以硼酸和磷酸氢二铵作为杂原子源，分别在金属有机前驱体中掺入磷和硼，制备出了硼/氮掺杂碳材料c/b-700和磷/氮掺杂碳材料c/p-700，通过xrd、raman、比表面积(bet)测试、sem，eds、tem等物理测试手段进行了详细电化学测试分析，得出以下数据：
[0019]
(1)材料在掺杂入杂原子后，表面呈分级多孔结构，c/b-700的比表面积高达2855.3901m2/g,c/p-700的比表面积也达到2164.7233m2/g，且两种材料中的杂原子均匀的分布在材料中，这将使得材料获得丰富的多孔结构的同时，还具备了更多活跃的法拉第反应位点。
[0020]
(2)在三电极测试中，c/b-700和c/p-700均表现出良好的超电性能，在0.5a/g时，c/b-700的比电容达到最大值422.3f/g，且表现出最大能量密度值83.0wh/kg。而在0.5a/g时，c/p-700的比电容为363.2f/g，最大能量密度为73.9wh/kg。显然，c/b-700的电容性能要优于c/p-700。在10a/g时，c/p-700仍然具有60.5％的电容保留量，这要高于c/b-700。
[0021]
(3)在二电极测试中，在0.5a/g时，c/b-700单个电极的比电容可达到107.79f/g,c/p-700可达102.6f/g，c/b-700的最大能量密度为5.4wh/kg,c/p-700的最大能量密度为5.1wh/kg,两材料相比，c/b-700的倍率性能和能量密度均要高于c/p-700，其具有更好的比容特性。在3a/g的循环充放电测试中，在经过10000圈的循环后，c/b-700的电容保留量仍然保持在88.6％。
[0022]
本发明制备的两种掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在比电容和能量密度上都得到了极大的提升，都表现出极佳的超电性能。
[0023]
而在该制备方式上，相对于现有技术的制备方法，本发明的制备方法选择以配体合配位材料的方式进行制备，该技术在制备过程中最大可能的减少了无用杂原子的加入，实现了对制备工艺和最终产品质量稳定性的保证，其制备的材料在超电电极材料的应用中可以发挥出很大的价值，具有极大的实际使用和商业应用价值。
附图说明
[0024]
图1为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的x射线衍射图谱。
[0025]
图2为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的拉曼图谱。
[0026]
图3为本发明的掺杂碳材料c/b-700的sem图和tem图。
[0027]
图4为本发明的掺杂碳材料c/b-700的eds mapping图。
[0028]
图5为本发明的掺杂碳材料c/p-700的sem图和tem图。
[0029]
图6为本发明的掺杂碳材料c/p-700的eds mapping图。
[0030]
图7为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700对n2的吸附/脱附等温线。
[0031]
图8为本发明的掺杂碳材料c/b-700(a),(c)和c/p-700(b),(d)在不同扫速下的cv曲线图和0.5a/g到10a/g的充放电曲线图。
[0032]
图9为本发明的掺杂碳材料c/b-700的比电容、能量密度和功率密度。
[0033]
图10为本发明的掺杂碳材料c/p-700的比电容、能量密度和功率密度。
[0034]
图11为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在不同电流密度下的比电容。
[0035]
图12为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的ragone图。
[0036]
图13为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的交流阻抗曲线图。
[0037]
图14为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在10a/g下的循环寿命曲线图。
[0038]
图15为本发明的掺杂碳材料c/b-700(a),(c)和c/p-700(b),(d)组装成纽扣电池在5mv到100mv的cv曲线图和不同电流下的充放电曲线图。
[0039]
图16为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700组装成纽扣电池的倍率性能曲线和能量密度与功率密度的关系曲线。
[0040]
图17为本发明的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700组装成纽扣电池在3a/g下的循环寿命曲线图。
具体实施方式
[0041]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]
本发明中涉及的化合材料：
[0043]
①
4-(2,4,6-tricarboxylphenyl)-2,2’:6’,2
”‑
terpyridine，结构式：
[0044][0045]
②
dmf即n,n-二甲基甲酰胺是一种有机化合物，分子式为c3h7no，为无色透明液体。既是一种用途极广的化工原料，也是一种用途很广的优良的溶剂。除卤代烃以外能与水及多数有机溶剂任意混合，对多种有机化合物和无机化合物均有良好的溶解能力。
[0046]
③
koh即氢氧化钾，是一种常见的无机碱，化学式为koh，分子量为56.1，常温下为白色粉末或片状固体。性质与氢氧化钠相似，具强碱性及腐蚀性，0.1mol/l溶液的ph为13.5。极易吸收空气中水分而潮解，吸收二氧化碳而成碳酸钾。溶于约0.6份热水、0.9份冷水、3份乙醇、2.5份甘油，微溶于醚。当溶解于水、醇或用酸处理时产生大量热量。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)1230mg/kg。
[0047]
④
硼酸，分子式为h3bo3；
[0048]
⑤
磷酸氢二铵，分子式为(nh4)2hpo4；
[0049]
⑥
硝酸锌六水合物，分子式为h
12
n2o
12
zn；
[0050]
实施例1：硼掺杂碳材料c/b-700.的制备
[0051]
①
称取0.2294克(0.00052mol)有机配体
[0052]
4-(2,4,6-tricarboxylphenyl)-2,2’:6’,2
”‑
terpyridine置于100ml烧杯中，再量取12ml的dmf倒入，将盛有混合物的烧杯放置在磁力搅拌器上恒温搅拌直至有机配体完全溶解(大约0.5小时)获得溶液a；
[0053]
②
按照金属与有机配体摩尔比为1:2的比例，称取0.0774克(0.00026mol)的六水合硝酸锌，量取10ml的去离子水将其完全溶解，将溶解好的六水合硝酸锌溶液，全部加入(缓慢滴加)到有机混合溶液a中，恒温继续搅拌1小时，获得溶液ba；称取适量的掺杂材料0.09642g(0.00156mol)h3bo3和5ml去离子水将其溶解，再逐滴加入溶液ba中，接着再继续搅拌1h，得到溶液bb；
[0054]
③
称取1.4克koh，用5ml去离子水溶解完全后，再量取20ml无水乙醇加入溶解完全的koh水溶液中，超声5min后，逐滴缓慢加入混合溶液bb中获得溶液c，接着继续恒温搅拌0.5小时后，升温，使得溶剂全部蒸干，得到固体初产物d；
[0055]
④
将适量固体初产物d放入瓷舟中，在充满n2的管式炉中，从室温25℃以5℃/min的升温速率升至700℃，在700℃下恒温煅烧2h后，设置降温速率为5℃/min，降到室温，得到煅烧产物e；
[0056]
⑤
将该煅烧产物e先用2mol/l的盐酸进行多次酸洗(直到洗涤液呈中性)、再依次用去离子水、无水乙醇清洗多次，最后将洗涤好的产物放于80℃的鼓风干燥箱中干燥10h，将所得碳材料命名为c/b-700.。
[0057]
实施例2：磷掺杂碳材料c/p-700制备
[0058]
①
称取0.2294克(0.00052mol)有机配体
[0059]
4-(2,4,6-tricarboxylphenyl)-2,2’:6’,2
”‑
terpyridine于100ml烧杯中，再量取12ml的dmf倒入，将盛有混合物的烧杯放置在磁力搅拌器上恒温搅拌直至有机配体完全溶解(大约0.5小时)获得溶液a。
[0060]
②
按照金属与有机配体摩尔比为1:2的比例，称取0.0774克(0.00026mol)的六水合硝酸锌，量取10ml的去离子水将其完全溶解，将溶解好的六水合硝酸锌溶液，全部加入(缓慢滴加)到有机混合溶液a中，恒温继续搅拌1小时，获得溶液ba；称取适量的掺杂材料0.1373g(0.00104mol)的(nh4)2hpo4和10ml去离子水将其溶解，再逐滴加入溶液ba中，接着再继续搅拌1h，得到溶液bb；
[0061]
其它步骤同实施例1的步骤
③
、
④
、
⑤
相同。将所得碳材料命名为c/p-700。
[0062]
如图1所示的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的x射线衍射图谱，从中可以观察到两种材料在26
°
和43
°
的位置都有着低强度的衍射峰，分别对应着无定型碳的d 002和d 101衍射面，说明c/b-700和c/p-700都为无定型碳。还可观察到在43
°
附近有不太明显的低峰存在，这说明两种材料的石墨化程度均不高。两种材料的xrd特征峰的峰值相差不大，说明两种材料的石墨化程度相近。在图谱中没有观察到其它物相的衍射峰，表明材料中的杂质在洗涤的过程中被有效的除去了，所得碳材料的纯度较高。
[0063]
如图2所示的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的拉曼图谱，从中可以观察到，c/b-700和c/p-700在1348cm-1
和1590cm-1
附近都存在两个特征峰，分别为d带峰和g带峰，d峰与g峰的强度比id/ig可说明材料的石墨化程度。c/b-700和c/p-700的id/ig值分别为0.92和0.94，表明c/b-700的石墨化程度要略大于c/p-700，则c/b-700导电性也高于c/b-700。
[0064]
如图3所示的掺杂碳材料c/b-700的sem图和tem图，图3中图3-(a)、图3-(b)为掺杂碳材料c/b-700的sem图，图3-(c)、图3-(d)为掺杂碳材料c/b-700的tem图。
[0065]
从图3-(a)、图3-(b)可以看出材料c/b-700呈疏松多孔状结构，有大量不规则的多孔分布在碳壁上，这主要是由于低沸点锌盐配位和koh活化对碳材料进行造孔和刻蚀作用，
低沸点锌在高温碳化下大量以气体形式逸出留下的不同尺寸孔洞，这些孔结构对材料电化学性能的提起到关键的作用；图3-(c)、图3-(d)可观察到，可以观察到材料c/b-700主要由无定型碳组成。
[0066]
如图4所示的c/b-700的eds mapping图可以看出，c、n、b等元素均匀的分布在材料中，则b，n等元素成功掺入了材料中，且分布良好，杂原子的掺入将为碳材料提供更多的活性位点，其引入的赝电容能够很大程度的提升材料的比容量。
[0067]
如图5所示的掺杂碳材料c/p-700的sem图和tem图，从sem图中可以观察到材料呈蜂窝状，由表面存在大小不一的孔结构和深浅不同的坑洞块状结构组成成，这样的结构可以使得材料与电解液充分的接触，提升电极反应的速率。从tem图可以看到c/p-700与图3的c/b-700类似，为结晶度较低的无定型碳。
[0068]
如图6所示的掺杂碳材料c/p-700的eds mapping图，可以观察到，材料中的c、n、p等元素均匀的分布在材料中，则p，n等元素成功掺入了材料中，且分布良好，杂原子的掺入将有效提升材料的电化学性能。
[0069]
如图7所示的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700对n2的吸附/脱附等温线图，其通过n2吸附-解吸测试进一步分析了c/b-700和c/p-700的结构特性得到。从图中可看出c/b-700在低相对压力下，对n2的吸附速率快速增加，而在在中压区，出现不明显的回滞环，表现出ⅰ型和ⅳ型等温线的特征，这表明材料中含有大量微孔和介孔，微孔的大量存在可以为双电层电容的电荷吸脱附与存储提供所需要的场所，介孔的存在可作为电解液离子快速通行的通道。c/p-700则表现出典型的ⅰ型等温线特征，材料中主要存在大量的微孔。这进一步说明材料为分级多孔结构，这样丰富的多孔结构能够极大的增加材料的比表面积。经测试，c/b-700的比表面积高达2855.3901m2/g,c/p-700的比表面积为2164.7233m2/g，则c/b-700具有更高的比表面积，这将更加有利于增加双电层电容和赝电容的性能。
[0070]
进一步的，以6mol/l的koh作为电解液，在三电极体系中对材料分别进行了测试，如图8所示的本发明掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在不同扫速下的cv曲线图和0.5a/g到10a/g的充放电曲线图，由图可知，在不同的扫速下，两图中所有曲线均呈类矩形状，这说明c/b-700和c/p-700以双电层电容为主，仔细观察可发现cv曲线中存在有极微弱的氧化还原峰，这是因为电极材料中还发生了法拉第反应，这可归因于杂原子(n，b，p)的存在，不仅对材料的结构产生了影响，还为材料带来额外的赝电容，这将极大的增大电极材料的比电容。图中示出的c/b-700对应积分面积大于c/p-700，则c/b-700有着更高的比电容。由图c,d可知，在不同的电流密度下，相对应的所有充放电曲线均表现出高度对称的类等腰三角形状，这说明了两种材料的双电层电容行为以及较好的倍率性能。即使在10a/g的大电流密度时，虽然可以观察到曲线表现出略微的倾斜，但是仍然保持着较好的对称性，这也是由于杂原子的存在引入了赝电容所导致的，c/b-700的放电时间要高于c/p-700，这表明材料c/b-700的比电容要大于c/p-700。
[0071]
如图9-图10所示的通过公式计算的得到的掺杂碳材料c/b-700和c/p-700的比电容、能量以及功率密度图，如图可知在0.5a/g下，c/b-700表现出最高比电容值422.3f/g，而c/p-700的比电容值为363.2f/g。在10a/g时，c/b-700的比电容降低为234.9f/g，在这个过程中c/b-700的电容保持率是55.6％，而c/p-700降低为219.7f/g，该过程电容保持率是60.5％，如图11所示c/b-700相对应的每个电流密度下的比电容数值均高于c/p-700，但是
c/b-700的电容保持率却低于c/p-700，这表明c/b-700比c/p-700具有更高的电容性能，而c/p-700比c/b-700具有更加优异的倍率性能，这可能是因为c/b-700的多孔结构，在不断增加的电流密度下，碳结构容易发生了部分坍塌导致的。从整体来看，杂原子的掺入使得两种材料的比电容都得到了极大的提高，均具有优异的电化学性能。在0.5a/g时，c/b-700的能量密度达到最大值83.0wh/kg，c/p-700为73.9wh/kg。在10a/g时，c/b-700的功率密度5937.6w/kg，c/p-700为6032.0w/kg。则材料c/b-700具有更高的能量密度，由图12可知c/b-700在相同的能量密度下功率密度均大于c/p-700，这表明c/b-700在超级电容器的应用中，能够更大程度的实现大电流下的充放电。
[0072]
图13为c/b-700和c/p-700在频率为0.01hz～100000hz内测试的eis曲线图，根据交流阻抗图可以进一步了解电极材料与电解液界面之间的动力学作用，图中的插图为高频区部分曲线的放大图，由该图可知两材料与x轴的交点分别在0.649ω和0.684ω附近，均小于1ω，则可知碳材料c/b-700和c/p-700的体系内阻(包括电极材料自身的电阻和各个液面之间的接触电阻)都比较小。高频区的圆弧说明电极材料中电子迁移阻力大小，由图可知，圆弧半径较小的c/b-700具有更小的电阻。
[0073]
图14为掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在10a/g下进行充放电循环测试的曲线图。在10000次的充放电循环测试后，c/b-700的电容保持在88.9％,c/p-700的电容保持在91.7％。
[0074]
图15为将碳材料c/b-700和c/p-700作为电极材料制作成纽扣电池，在6mol/lkoh的电解液中，对两种材料进行了电化学性能测试。如图15-(a),(b)所示的c/b-700和c/p-700的cv曲线图可以看出，当扫速从5mv/s增加为100mv/s时，c/b-700和c/p-700的cv曲线仍然保持着类矩形状，且表现出较好的对称性，这表明两种材料均有着较好的倍率性能。这是由于杂原子的掺入，对材料的结构产生影响，导致其倍率性能得到了提升。
[0075]
图15-(c),(d)为c/b-700和c/p-700的恒电流充放电曲线图，从中可观察到，与5a/g时相比，在10a/g时，c/b-700和c/p-700的曲线虽然发生略微的倾斜，但是仍然具有高度的对称性，这说明c/b-700和c/p-700都具良好的可逆性和高的电容特性，由横坐标上的时间可以看出c/b-700的放电时间要大于c/p-700，则其比电容要大于c/p-700。
[0076]
图16为c/b-700和c/p-700的倍率性能曲线和能量密度与功率密度的关系曲线。表明c/b-700和c/p-700在二电极体系中均有较高的能量密度，具备使有价值。
[0077]
如图17为在二电极体系中c/b-700和c/p-700分别在3a/g下进行10000圈的充放电循环测试图，从图中可以看出，经过10000圈测试后，c/b-700的电容量保持在88.6％，c/p-700的电容量保持在79.2％，说明两种碳材料均具有良好的循环稳定性，而c/b-700的循环稳定性要更高一些，表明其在超级电容器电极材料的实际使用中c/b-700将更具备使有价值。
[0078]
本发明以碱活化制备金属有机配合物的基础上，以硼酸和磷酸氢二铵作为杂原子源，分别在金属有机前驱体中掺入磷和硼，制备出了硼/氮掺杂碳材料c/b-700和磷/氮掺杂碳材料c/p-700，通过xrd、raman、比表面积(bet)测试、sem，eds、tem等物理测试手段进行了详细电化学测试分析，得出以下数据。
[0079]
(1)材料在掺杂入杂原子后，表面呈分级多孔结构，c/b-700的比表面积高达2855.3901m2/g,c/p-700的比表面积也达到2164.7233m2/g，且两种材料中的杂原子均匀的
分布在材料中，这将使得材料获得丰富的多孔结构的同时，还具备了更多活跃的法拉第反应位点。
[0080]
(2)在三电极测试中，c/b-700和c/p-700均表现出良好的超电性能，在0.5a/g时，c/b-700的比电容达到最大值422.3f/g，且表现出最大能量密度值83.0wh/kg。而在0.5a/g时，c/p-700的比电容为363.2f/g，最大能量密度为73.9wh/kg。显然，c/b-700的电容性能要优于c/p-700。在10a/g时，c/p-700仍然具有60.5％的电容保留量，这要高于c/b-700。
[0081]
(3)在二电极测试中，在0.5a/g时，c/b-700单个电极的比电容可达到107.79f/g,c/p-700可达102.6f/g，c/b-700的最大能量密度为5.4wh/kg,c/p-700的最大能量密度为5.1wh/kg,两材料相比，c/b-700的倍率性能和能量密度均要高于c/p-700，其具有更好的电容特性。在3a/g的循环充放电测试中，在经过10000圈的循环后，c/b-700的电容保留量仍然保持在88.6％。
[0082]
本发明制备的两种掺杂碳材料c/b-700和c/p-700在比电容和能量密度上都得到了极大的提升，都表现出极佳的超电性能。在超电电极材料的应用中可以发挥出很大的价值，具有极大的实际使用和商业应用价值。
[0083]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。