构建高负载电极是实现碳基锂离子电容器（LIC）正极高面积容量的有效方法，这对于实现高电池级能量密度至关重要。然而，高容量负载电极的电化学动力学性能较弱，结构脆弱，会影响储能性能。
本文，陕西科技大学Wenqi Zhao、
杜高辉 教授团队在
《Carbon
》期刊
发表名为“
High mass loading pitch-derived porous carbon embedded in carbon nanotube sponge for lithium ion capacitor cathodes
”的论文，
研究
选择具有连续导电网络、坚固结构和可调尺寸的碳纳米管（CNT）海绵作为独立基底，通过简单的工艺直接沉积溶解沥青，制备出具有 CNT-PPC 核壳结构和PPC片层的 CNT 沥青衍生多孔碳（PPC）海绵。
作为 LIC 阴极，CNT-PPC海绵实现了229.6 mAh/g (0.1 A/g) 和 125.0 mAh/g (10 A/g) 的高比容量、高速率性能、稳定的循环性能和快速的电化学动力学。通过增加 PPC 比例和 CNT 海绵厚度，可制备出具有高电化学性能的高负载 CNT-PPC 海绵，这是因为 PPC 沉积分布均匀，混合海绵骨架稳定。PPC 质量负载为 13.1 mg/cm2 的 CNT-PPC 海绵具有 1.39 mAh/cm2 的高电容。双碳 LIC（CNT-PPC//CNT-沥青衍生碳）可提供 0.94 mWh/cm2（3.41 mW/cm2）和 0.19 mWh/cm2（340.74 mW/cm2）的高面积能量密度。这项研究为高负载多孔碳基 LIC 阴极提供了一种结构设计。
图 1.（a） CNT 海绵、CNT-Pitch 海绵和 CNT-PPC 海绵的照片。（b） CNT-PPC 海绵的制备示意图和微观结构。
图2.形态特征。
图3.结构表征.
图4.CNT-PPC海绵和PPC颗粒的电化学性质和动力学分析。
图5.不同PPC配比的CNT-PPC海绵的电化学性能和动力学分析。
图6.（a） 通过增加海绵厚度来提高 PPC 活性材料质量负载的示意图。（b） 不同厚度的 CNT-PPC 海绵的照片。
图7. 质量负载从3.8到13.1mg/cm2 及高PPC比率的CNT-PPC 海绵的电化学特性和动力学分析。
图8. 以 CNT-PPC 海绵为阳极和 CNT-PPC 海绵为阴极的 LIC 的电化学性能。
综上所述，我们通过简单的工艺开发出了一种具有 CNT-PPC 核壳结构和 PPC片材的CNT-PPC海绵。作为LIC阴极，所制备的CNT-PPC海绵的质量负载为1.2mg/cm2，实现了229.6 mAh/g（0.1A/g）和 125.0 mAh/g（10 A/g）的高比容量、高倍率性能、稳定的循环性能和快速的电化学动力学。组装后的 CNT-PPC 海绵/CNT-PC海绵LIC还具有86.9 F/g 的高比电容、长循环性能以及 194.1Wh/kg (257.6W/kg) 和 86.7Wh/kg (26,010 W/kg) 的高能量密度。通过增加 PPC 比率和海绵厚度，可提高PPC活性材料的质量负载。质量负载为 13.1 mg/cm2的CNT-PPC海绵可实现1.39 mAh/cm2 的高面积容量。相应的双碳 LIC可提供0.94mWh/cm2（3.41 mW/cm2）和 0.19 mWh/cm2（340.74 mW/cm2）的高面能量密度。我们为高负载多孔碳基 LIC 阴极提供了一种结构设计。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120059
