混合电容器技术“内跨”二次电池和超级电容器，集高能量密度、高功率密度和长寿命于一身。目前，锂离子混合电容器已经商业化。然而，锂资源的不足和分布不均将限制锂基储能器件的大规模应用和可持续发展。钠钾离子储能装置具有资源丰富、分布广泛、价格低廉、物理化学性质与锂相似等优点，有望成为锂基储能系统的潜在替代品。近年来，其关键材料及相关技术发展迅速。

中科院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室研究员闫兴斌团队一直致力于新型碳材料和储能器件的研究，开发了一系列二-碳高性能新型金属离子混合电容器。

研究人员通过一步热固烧结制备三维网状碳材料，获得了网状碳材料的关键制备技术；并进一步利用化学活化技术制备了具有优异电容性能的多孔三维网络碳材料（正极材料）。利用双碳系电极材料稳定的电化学性能、优异的导电性和与电解液的良好相容性，通过优化正负极活性材料的质量和动力学匹配特性智能电容器，最终得到兼具高能量密度和高能量密度的结构。功率密度。具有优异循环稳定性的双碳钠离子混合电容器（如图1所示），相关结果发表在Adv. 材料.2018, 8, .

最近，研究人员以碳酸钠为模板，通过化学气相沉积（CVD）技术合成了碳纳米片负极材料。存储和传输。碳纳米片作为负极材料表现出优异的钾离子存储性能，为构建高性能钾离子混合电容器奠定了基础。因此，研究人员利用碳纳米片阳极材料和高容量氮掺杂三维碳阴极材料构建了一种钾离子混合电容器（如图2所示）。通过材料设计和器件优化，混合电容器性能优异智能电容器，能量密度高（149 Wh kg-1）和功率密度高（21 kW kg-1）），循环稳定性好（5000 80 % 循环循环的保留率）。相关结果在线发表于 Adv. 2019 年，.

同时，研究人员还以最常用的蜡烛为原料，通过简单的燃烧法制备洋葱碳负极材料，组装出高性能的双碳钾离子混合电容器（如图3所示）。相关结果在线发表于J. Mater。化学。一个，2019 年，。

以上工作得到了国家自然科学基金、兰州化学所“一三五”战略规划重点培育项目和中国科学院清洁能源创新研究所合作基金项目的资助。科学。

图1 双碳钠离子混合电容器

图2 双碳钾离子混合电容器

图3 烛灰负极双碳钾离子混合电容器