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Graphitic nanorings for super-long lifespan lithium-ion capacitors

Nano Research 2020年第11期13卷 2909-2916页

作者： Guangchao Li Zhoulan Yin Yuqing Dai Bianzheng You Huajun Guo Zhixing Wang Guochun Yan Yong Liu Jiexi Wang School of Metallurgy and Environment&College of Chemistry and Chemical Engineering Central South UniversityChangsha410083China State Key Laboratory for Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha410083China

Porous graphitic carbon nanorings(PGCNs)are proposed by smart catalytic graphitization of nano-sized graphene quantum dots(GQDs).The as-prepared PGCNs show unique ring-like morphology with diameter around 10 nm,and demonstrate extraordinary mesoporous structure,controllable graphitization degree and highly defective *** mechanism from GQDs to PGCNs is proven to be a dissolution-precipitation process,undergoing the procedure of amorphous carbon,intermediate phase,graphitic carbon nanorings and graphitic carbon ***,the relationship between particles size of GQDs precursor and graphitization degree of PGCNs products is *** unique microstructure implies PGCNs a broad prospect for energy storage *** applied as negative electrode materials in dual-carbon lithium-ion capacitors,high energy density(77.6 Wh·kg^(−1))and super long lifespan(89.5%retention after 40,000 cycles at 5.0 A·g^(−1))are *** energy density still maintains at 24.5 Wh·kg^(−1)even at the power density of 14.1 kW·kg^(−1),demonstrating excellent rate *** distinct microstructure of PGCNs together with the strategy for catalytic conversion from nanocarbon precursors to carbon nanorings opens a new window for carbon materials in electrochemical energy storage.

关键词： graphene quantum dots carbon nanorings catalytic graphitization defects lithium ion capacitors

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