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第 10 期 孙 立，等: 氮掺杂多孔石墨碳的制备及储能特性 ·1665·

述，NPGC 电极具有优良的导电性。

图 11 PC、NPC、GC 和 NPGC 的电化学阻抗 Nyquist
曲线
Fig. 11 Nyquist plots of PC, NPC, GC and NPGC electrodes

2.10 循环稳定性分析
NPGC 电极材料循环稳定性和库伦效率随循环
次数的变化见图 12。在电流密度为 1 A/g 下循环
5000 次后，NPGC 电极材料的比电容仍能保持其初

始电容，并且其库伦效率保持在 99.9%以上。这充
图 9 在电流密度为 1 A/g 下时，PC、NPC、GC 和 NPGC 分说明 NPGC 电极材料具有极其优异的循环稳定
(a)；NPGC-1 和 NPGC-3 (b)的恒电流充放电曲线 性。综上所述，以海带衍生的 NPGC 电极材料独特
Fig. 9 Galvanostatic charge/discharge curves at 1 A/g of
PC, NPC, GC and NPGC (a), NPGC-1 and NPGC-3 的微观结构（片层）使其具有了优异的电化学性能。
(b)

图 12 NPGC 电极的循环稳定性和库伦效率随循环次数
图 10 不同电流密度下，PC、NPC、GC、NPGC、NPGC-1 的变化
和 NPGC-3 的电容变化 Fig. 12 Variations of specific capacitance and columbic
Fig. 10 Dependence of capacitance of PC, NPC, GC, efficiency with cycle number of NPGC electrode
NPGC, NPGC-1 and NPGC-3 electrodes as a tested
function of current density
2.11 两电极性能测试分析
样品 NPGC 的 Nyquist 线的斜率最接近于 90°，这说 为了验证 NPGC 材料在实际中的应用，将其组
明 NPGC 电极联通的多孔结构有利于双电层电容的 装为 CR2032 扣式电池（超级电容器器件）。电解液
形成。同时，在高频区，曲线与实轴的交点所对应 分别为 6 mol/L KOH 和 1 mol/L Et 4 NBF 4 -PC 溶液。
的数值为电极材料的内阻，从图中可以看到 PC、 图 13a、b 为两种不同电解液组装扣式电池的 GCD
NPC、GC 和 NPGC 的内阻分别为是 0.36013、 曲线。通过图 13 计算可知：在电流密度 1 A/g 下，
0.26238、0.06153 和 0.09238 Ω。这说明样品石墨化 水系电容器器件的比电容为 71 F/g，有机系电容器
可以有效降低材料的内阻。样品 NPGC 的 Nyquist 器件的比电容为 47 F/g，如此高的比电容主要归因
线为一条小的半圆环曲线。小的半圆环说明样品 于 NPGC 材料高的比表面积和优良的导电性。图 13c
NPGC 具有非常小的电荷转移阻力。这说明 N 原子 为电容器器件在 6 mol/L KOH 和 1 mol/L Et 4 NBF 4 -
的掺入明显地提高了样品的电荷转移能力。综上所 PC 溶液中的能量密度随功率密度的变化图。在功率