碳基双电层电容器（EDLCs）的高容量性能是一个具有挑战性的问题。

近日，南京大学胡征教授报道了通过将毛细压缩和氮硫双掺杂策略相结合，精心设计并简单了地制备了一种坍塌型氮硫双掺杂纳米碳笼。

文章要点

1）毛细管压缩有效地减少了剩余的中孔和大孔，以较小的比表面积为代价大幅提高了电极密度。密度泛函理论计算结果显示，N和S双掺杂显著改善了碳表面的润湿性，从而保证了较高的电化学活性表面积和较低电荷转移电阻的快速离子/电子转移。

2）结果表明，基于优化后的cNS-CNC的EDLC在高倍率性能的前提下表现出了优异的体积性能。在50 A g⁻¹的高电流密度下，优化后的cNS-CNC在KOH和EMIMBF₄电解液中的体容量分别为243 F cm⁻³和199 F cm⁻³，高能量密度分别为7.9和93.4 Wh L⁻¹。同时，在KOH水溶液和EMIMBF₄电解液中均表现出优异的稳定性，在50 A g^-1下，100000次循环后的保留率为93%，50000次循环后的保留率为94%，库仑效率约为100%。此外，具有13.7 mg cm⁻²(商业级)高负载量的EDLC在EMIMBF₄中提供了75.3 Wh L⁻¹的顶层电堆体积能量密度，最大电堆体积功率密度为112 kW L⁻¹

本研究为开发高体积性能的紧凑型EDLCs碳材料提供了一条有效的途径，具有广泛的实际应用价值。

Guochang Li, et al, Achieving Ultrahigh Volumetric Energy Storage by Compressing Nitrogen and Sulfur Dual-Doped Carbon Nanocages via Capillarity, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202004632

https://doi.org/10.1002/adma.202004632