木质素基碳纳米片组装木陶瓷电极的结构调控与电化学储能

摘要 以杨木基木陶瓷为骨架，采用电沉积法组装黑液木质素，经高温烧结和物理活化制备木质素基碳纳米片组装块状木陶瓷电极，并对序列组装机制、结构与形貌、物相构成、电化学储能机制和电化学性能进行了探讨与分析。结果表明: 黑液木质素在电场的作用下可按照一定的序列组装在木陶瓷骨架的表面与孔隙中，高温烧结后木质素转化为碳纳米片，部分依然保持有序排列; 同时，所制备的木陶瓷电极主要由无定型炭与石墨微晶构成，具有多层次孔隙，且木质素的组装可优化孔隙结构。其中电沉积 10 min、1 000 ℃保温烧结 2 h、180 ℃活化 6 h 的试件具有较好的电化学性能: 在扫描速率为 0. 25 A·g^－1时比电容可达 141. 8 F·g^－1 ; 充放电循环 1 000 次后比电容保持率为 88. 1%; 在能量密度为 132. 6 Wh·kg^－1时，功率密度达12. 8 W·kg^－1，该木陶瓷电极具有较好的储能性能与应用潜力。

关键词 块状木陶瓷电极 黑液木质素 序列组装 结构调控 储能机理

0 引言

木陶瓷作为一种廉价的新型碳材料，具有来源广泛、成本低廉、耐化学腐蚀能力强、热稳定性好、强度适中、可循环再生等优势，应用前景广阔^［1-2］。同时，木陶瓷在很大程度上不仅能够保持生物质材料的层次孔隙结构，还可以进行人工调控以满足不同性能的需求^［3-4］。

造纸黑液中存在大量的木质素，将其在高温下碳化与活化后形成多孔碳与碳纳米片，可用于制备超级电容器的电极材料^［5］，这在减少环境污染的同时也能够使木质素得到高效利用。计晓琴等^［6］ 用 Fe³⁺催化黑液木质素制备电极材料;Adriana 等^［7］研究了温度对电化学储能用木质素衍生碳合成的影响; Emmanuel^［8］研究了亚临界水热炭化技术制得的木质素碳的理化性质; 余先纯等^［9］研究 Ni²⁺掺杂黑液木质素基活化木陶瓷的制备与电化学性能。但目前很多关于碳材料作为电极材料的报道中，大部分需要掺杂和使用金属材料作为集流体^［10-13］，且组合序列难以控制，因此在一定程度上影响了电极性能的发挥。

本工作以速生杨木实木制备的木陶瓷为骨架，采用电沉积的方式将造纸黑液木质素按照一定的序列组装在木陶瓷的表面与孔隙中，在静态 N2 保护下烧结后将有序分布的黑液木质素转化为有序排列的碳纳米片，然后在高压蒸汽环境中进行物理活化，制备由碳纳米片组装的块状木陶瓷电极，并对序列组装机制、结构与形貌、电化学性能与储能机理等进行探讨，旨在充分发挥木陶瓷与木质素的综合优势，减少金属离子的掺杂与金属集流体的使用，这在化学储能、节约资源、保护环境等方面意义深远。

1 实验

1. 1 材料与设备

速生杨木( 8 年生，试材取自根部上端 1. 5 m 处，平均气干密度为 0. 43 g·cm^－3) ，采自湖南益阳。木浆造纸黑液，购自泰格林纸集团岳阳城陵矶工厂。Na2CO3、KOH 等为分析纯，购自国药集团。水溶性酚醛树脂为实验室自制( 苯酚与甲醛的物质的量比为 1 ∶ 1. 5) ，固含量为 50%，平均分子量小于 400。

主要制备设备包括智能电源( ＲNX-3，中国深圳) 、超声分散器( DＲ-LQ20D，中国深圳) 、烧结炉( CV-73，中国江苏) 、恒温干燥箱( DZF-6050，中国上海) 等。主要检测设备包括扫描电镜( SEM，Mira 3，捷克 Tescan) 、高分辨率透射电镜( HＲ-TEM，Tecnai G20，美国 FEI) 、X 射线衍射仪( XＲD，Bruker D8，德国 Bruker) 、显微拉曼光谱仪( ＲS，LabＲAM HＲ800，法国HOＲIBA Jobin Yvon) 、能谱仪( EDS，Oxford X-MAX，英国 Oxford) 等。

在电化学工作站( CS310H，武汉科思特) 上采用循环伏安法( Cycle voltammetry，CV) 、电化学阻抗谱法( Electrochemical impedance spectroscopy，EIS) 和恒流充放电来检测电极的电化学性能: 试件为工作电极，铂片为对电极( 60 mm×10 mm×0. 5 mm) ，Ag/AgCl₂ 为参比电极，电解液为 6 mol /L 的 KOH 溶液。CV 测量采用－1. 0 ～ 0. 1 V 的电势窗口和 1 ～ 400 mV·s^－1的扫描速率; EIS 测量的频率范围为 0. 1 KHz ～ 10 MHz，电压范围为 0 ～ 0. 5 V。根据参考文献^［14-15］中所提供的方法计算比电容、能量密度与功率密度。

1. 2 制备方法

( 1) 将速生杨木加工成 30 mm×30 mm×8 mm( 顺纹) 的薄片，置于浓度为 30%的 Na₂CO₃ 溶液中于 80 ℃下浸泡 2 h，以去除木屑、内含物等，然后用蒸馏水清洗 3 次，干燥至恒重。
( 2) 将上述试件放入固含量为 30%的水溶性酚醛树脂中，超声波辅助浸渍至树脂完全渗透为止( 约 1 h) 。取出沥干后于 60 ℃干燥 2 h，再在 135 ℃下将酚醛树脂固化。
( 3) 在静态 N2 保护下将上述试件保温烧结 1 h( 1 000℃ ) ，冷却后得到杨木基木陶瓷骨架^［16］。
( 4) 取 200 mL 黑液作为电解液，以木陶瓷骨架为阳极，石墨棒为阴极，两电极之间的距离为 40 mm，采用电化学沉积法( 电压 20 V，电流 0. 5 A) 将黑液木质素沉积在木陶瓷骨
架的表面与孔隙中。
( 5) 将沉积有木质素的木陶瓷骨架在 60 ℃ 干燥至恒重后置于烧结炉中，以 2 ℃ ·min^－1的速率升温至 600 ℃，然后以 5 ℃·min－1的速率升温至 1 000 ℃，保温烧结 2 h 后随炉
冷却，得到木质素组装木陶瓷电极。
( 6) 将上述电极置于高压反应釜中，加入适量的去离子水，于 180 ℃ 活化 8 h 后随炉冷却。再用去离子水清洗至中性，干燥后得到碳纳米片序列组装活化木陶瓷电极( Woodceramics electrode，简称 WE) 。

2 结果与讨论

2. 1 序列组装与调控

由于溶解在黑液中的木质素带有一定的电荷^［17］，加之木质素会在酸性环境中析出，因此采用电化学沉积法可以将木质素聚集在电极上，从而达到组装的目的。

2. 1. 1 电化学沉积分析

电化学沉积是在外电场作用下，电流通过电解质溶液中正负离子的迁移，并在电极上发生得失电子的氧化还原反应。电解液中含有大量的碱木质素、OH^－。在电化学沉积过程中，阳极发生氧化反应，生成 O₂ 和 H⁺而导致阳极区 pH 值降低^［18］。木质素在酸性环境中会发生凝聚与析出，加之电解液中的碱木质素带负电荷，在电场的作用下向阳极移动，碱木质素得到电子而沉积在阳极上。与此同时，在直流电场的作用下，阳极区的 Na+受到排斥向阴极移动，由于电场的作用阴极发生还原反应生成 OH^－和 H₂，而 Na⁺受到电场的吸引而聚集，并与 OH^－结合生成 NaOH，基本原理如图 1 所示。

图 1 黑液木质素电沉积原理图

2. 1. 2 序列组装调控探析

电化学沉积是液相中荷电粒子在电场作用下以电迁移、扩散和对流等三种不同的形式向电极传质的过程。从动力学的角度考虑，沉积主要包括离子扩散、离子放电-电子交换或界面反应和沉积( 结晶)^［19］，其快慢可通过电流的大小来调控。同时，沉积( 结晶) 速度还决定于吸附原子的表面浓度、扩散系数和生长点的表面密度等。

木质素的电化学沉积主要发生在电极-溶液界面: 电流从固体相的木陶瓷( 阳极) 通过界面流入溶液，然后穿越溶液与石墨棒( 阴极) 的界面电极流出( 见图 1) 。由于木陶瓷骨架为非匀质材料，存在着有序的多层次孔隙结构，这虽然有利于增加电荷的存储和方便电解液离子的快速传输，但也容易发生极化而在孔隙的边缘等尖端位置出现电荷集中，因此带负电荷的木质素会迅速吸附在电荷集中的部位形成“生长点”和“生长线”，最终形成取向生长而实现序列组装［20］。随着沉积时间的延长( 或增加电场的强度) ，聚集在“生长点”和“生长线”附近的木质素越来越多，故能形成具有一定形状与序列的分布。图 2 为电沉积 20 min 试件的照片，由图可见，分布在木陶瓷表面的黑液木质素呈现出有序环状的珊瑚形结构。

图 2 沉积在木陶瓷表面呈环状形态的黑液木质素

实际上，电化学沉积的过程十分复杂，在本实验条件下只将碱木质素的沉积作为考察对象。因此，对于稳态沉积可用菲克第一定律来表达^［21-22］，见式( 1) :

即单位时间内通过单位面积沉积的碱木质素的质量( J_i ) 与扩散浓度梯度 (dc_i/dx ) 成正比，其中，D_i 为离子扩散系数，单位为 m²·s^－1，负号表示由浓向稀的方向进行。

当扩散量有限时:

式中: c_i 为溶液中碱木质素的浓度; c_s 为电极邻近表面层碱木质素浓度; δ 为扩散层厚度。

由式( 1) 、式( 2) 可得:

由于碱木质素在电极表面附近单向沉积时产生扩散电流 I_k，其电流密度值与单位时间内向单位面积电极沉积的碱木质素粒子的量成正比。设沉积 1 mol 离子时产生的电量为nF，则有:

由式( 3) 、式( 4) 可得沉积电流方程式：

由式( 5) 可知，当扩散层厚度一定时，沉积电流与溶液中碱木质素的浓度和电极邻近表面层碱木质素的浓度成正比。

同时，根据电化学沉积原理，碱木质素在电极附近的传递可由 Nernst-Planck 公式来描述^［23-24］，沿着 x( 水平) 方向的一维传递满足方程:

式中: J_i( x) 为在距离电极表面 x 处碱木质素的流量，mol·s^－1·cm^－2;为距离电极表面 x 处的浓度梯度;为电势梯度; z_i 为碱木质素所带电荷; v( x) 为溶液中体积单元在 x 方向移动的流速，cm·s^－1; Ｒ 为电阻，Ω; T 为绝对温度，K; F 为法拉第常数。

这是一个发生在电极-电解质界面的异相反应，木质素的沉积速率除了受到通常的动力学变量的影响外，还与木质素沉积到电极的速率以及各种表面效应相关，可用摩尔/( 秒·单位面积) 来表示，即:

式中: v 为木质素沉积速率，mol·( s^－1·cm^－2) ; j 为电流密度，A·cm^－2。

由此可见，可通过调节溶液中黑液的浓度、电势、电流和时间等来控制木质素的沉积速率，加之，木陶瓷为多孔材料，进而可调控木质素沉积的数量与排列的序列，在一定程度上实现序列组装。

2. 1. 3 结构组装调控方法

在电化学沉积中，沉积质量与沉积速率和时间等多种因素有关。根据式( 7) 可知，在电流密度一定的前提下，电沉积时间不同时，组装在木陶瓷骨架中的木质素的质量和形态不同，因此，可以以不同电沉积时间来考察序列组装的情况。

图 3 是以时间作为调控条件所得到的试件在烧结前后的 SEM 照片: 图 3a—c 的沉积时间分别为 10 min、20 min 和30 min。从图 3a 中可见: 木质素聚集在木陶瓷骨架孔隙的内表面与边缘，且在边缘处呈现出有序的放射状形貌。图 3b中显示了沉积 20 min 后组装木质素聚集的情况，可见木陶瓷骨架的部分孔隙被填充; 从图 3c 中可观察到，随着沉积时间延长到 30 min，作为基体材料的木陶瓷骨架的孔隙已经被完全封闭。由此可见，可以通过控制电沉积时间来调控木质素沉积的厚度以及对孔隙的填充，进而来调控孔隙结构。图 3d—f 分别对应图 3a—c 在 1 000 ℃ 烧结 2 h 后的 SEM 照片，分别标记为 WE-10、WE-20 和 WE-30。从图 3d—f 可见，烧结后 WE-10 基本上保持了烧结前的形态，且网络结构发达。而 WE-20 和 WE-30 则出现明显的变形与开裂，这可能是木质素堆积过厚、烧结过程中应力集中所引起的。在实验中也发现试件 WE-20 和 WE-30 表面的炭层很容易脱落，同时考虑到作为电极材料需要多层次孔隙来进行电子与离子的存储与传输，因此以 WE-10 作为主要研究对象来考察其各项性能。

图 3 不同沉积时间的试件及烧结后的 SEM 照片: ( a—c) 沉积时间分别为 10 min、20 min 和 30 min; ( d—f) ( a—c) 中试件烧 结 后 的 形 貌( WE-10、WE-20 和 WE-30)

2. 2 孔隙结构与物相构成

2. 2. 1 孔隙结构

对电极材料来说，比表面积与孔径是重要的影响因素。图 4 为采用氮吸附法所得到的 WE-10 与对比试件^［25］的等温吸附-脱附曲线及孔径分布图。从图 4a 可知，WE-10 的吸附解吸等温线表现为典型的 II 型迟滞回线，且吸附-脱附量要远大于对比试件，这表明试件中介孔与微孔较多^［26］。用 BJH( Barret-Joyner-Halenda) 法得到如图 4b 所示的孔径分布图，从图中可知孔径主要分布在 1. 85 nm、4. 0 nm 和 22. 1 nm 附近，且以 22. 1 nm 和 1. 85 nm 居多，而对比试件的孔隙比较单一，主要集中在 4. 0 nm 附近。结合图 3 的 SEM 照片可知，所制备的木陶瓷电极中含有微孔、介孔与大孔。BET( BrunauerEmmett-Teller) 测试显示，试件 WE-10 的比表面积为 673. 87m²·g^－1，比未沉积木质素的对比试件要大很多^［25］。这可以解释为: 作为骨架材料的木陶瓷中存在由直径较大的导管所形成的大孔及热解时留下的裂纹，而对比表面积贡献较大的是介孔与微孔。在电沉积时，木质素在导管与裂纹中的聚集使得部分大孔与裂纹被分隔成更小的孔隙，与此同时，电解液中的碱溶液会浸入到木陶瓷骨架中，烧结时碱起到活化剂的作用而在木陶瓷及这些由木质素所形成的碳纳米片中留下新的介孔与微孔，因此沉积木质素的试件将有更优的孔隙结构。而这种以介孔为主，同时含有部分大孔与微孔的结构更符合电极材料对孔隙结构的要求。

图 4 N₂ 吸附-脱附曲线与孔径分布图: ( a) WE-10 的吸附-脱附曲线;( b) 孔径分布图

2. 2. 2 物相构成

拉曼光谱和 XＲD 是分析碳材料石墨化与微晶结构的有效方法。图 5 为 WE-10 的 XＲD 图和拉曼光谱。图 5a 为试件 WE-10 的 XＲD 图，可见在 26. 4°处有尖锐的特征峰出现，这是表征石墨微晶结构的( 002) 峰，但在 44°附近则为鼓包峰( 10l) ，说明试件 WE-10 中含有无定型碳与大量的石墨微晶及片层结构，但排列的有序度较差，未形成完整的石墨与石墨烯结构。碳材料的拉曼光谱通常在 1 350 cm^－1和 1 580cm^－1附近有分别表征无序碳的 D 峰和石墨碳的 G 峰。从图 5b 拉曼光谱中可以发现 D 峰和 G 峰均向高位偏移，且 G峰高于 D 峰，表明试件有石墨化的倾向，但图中可表征石墨烯的 G'峰并不明显，这说明石墨结构中 sp² 杂化键结构并不完整，sp² 杂化程度低^［27］，与 XＲD 的分析结果吻合。

图 5 WE-10 的( a) XＲD 图谱，( b) 拉曼光谱

图 6 为 WE-10 的 TEM 照片，由图 6a 可见大量的碳纳米片层堆 叠 结 构( 如 图 中 箭 头 所 指) ，且排列趋于无序。从图 6b 中能发现部分排列相对有序的晶格结构，从其右上角的放大图中可知，部分晶格间距为 0. 347 nm，与石墨微晶结构的理论尺寸 0. 334 nm 接近，印证了试件中含有石墨微晶的推断。石墨微晶的存在，能在一定程度上增强材料的导电性，当其作为电极材料时可以实现较低的功率损耗。

图 6 WE-10 的 TEM 照片: ( a) 高分辨率照片; ( b) 试件中的晶格结构

为了检测试件 WE-10 的表面化学状态，用 XPS 对样品进行分析，结果如图 7 所示。总谱图 7a 中显示试件中主要存在 C、O 和 Na 等 元 素 ( 含 量 分 别 为 81. 16%、16. 59% 和2. 25%) 。其中图 7b 所示 C 1s 在 283. 6 eV、284. 5 eV、287. 4eV 处的三个主峰分别对应 C-C、C-C /C=O 和 C-O 键，表明有含氧基团存在［28-29］。图 7c 中显示了在 531. 2 eV 和 532. 5 eV附近的 O 1s 峰，表明试件中存在氧化物，这可能是由于样品中所含的含氧官能团以及暴露于空气中吸附的 O₂ 和 H₂O 所致^［30-31］。而 Na 元素的存在主要是造纸黑液中残留的 NaOH 所引起的，其对电化学性能的影响暂未见深入报道，加之含量较少，故在此暂不进行考虑，但将在后续研究中作进一步探析。

图 7 WE-10 的 XPS 图谱: ( a) 总图谱; ( b) C 1s 的高分辨率图谱; ( c) O 1s 的高分辨率图谱

综合上述检测结果可见，所制备的木陶瓷电极材料是由无定型碳与石墨微晶所构成的多孔炭材料。

2. 3 储能机理与电化学性能

2. 3. 1 化学储能机理

本实验中所使用的杨木基材有许多平行分布的导管( 烧结后形成木陶瓷电极的大孔)^［5］，根据木陶瓷电极的制备方法并结合 De Levie 的研究成果^［32］，可将木陶瓷电极视为由多个圆管单元所组成，用其组装成双电层电容器的结构模型如图 8 所示: 2 片电极中间用隔膜隔开，电解质浸入到孔隙之中，其简化的结构单元如图 8 右上角所示，等效电路如图 8右下角所示。

图 8 双电层电容器结构模型及电子贮存与传输

由于浸入到孔隙中的木质素烧结后会在孔内壁形成大量的碳纳米片，加之杨木导管壁上存在大量的筛孔，这些筛孔可作为横向通道将平行的导管连接成三维网络结构^［5］。因此，在本实验条件下，所制备的木陶瓷电极中存在大量纵横交错的孔隙，这众多孔隙便成了电子与离子的聚集场所。与此同时，电极中的含氧基团对电子和离子具有一定的吸附作用，可提升存储效率。在充放电过程中，两个电极之间会产生电场，而电子与离子在电场的作用下通过筛孔和部分微孔在宏孔之间实现传递与聚集。由于电性相反的电荷相互吸引，电解液中的带电离子穿过隔膜进入带相反电荷的电极孔中，因此，电极表面形成了一个带电的双电层，进而实现化学储能的目标。同时，沉积在导管内壁的碳纳米片所产生的间隙能为电子与离子的移动提供更多的通道^［33］。此外，主要由导管所形成的宏孔直径较大，且相互平行，这种特殊结构均能够增加电解质在反应位点的可达性，电子与离子可快速聚集在孔隙的内表面，促进整个充电和储存过程的高效渗透，进而实现提高能量密度的目标。

基于 De Levie 的研究成果及相关研究^{［32，34］}，假设圆管长度为 z、内径为 r₀，d_z 是圆孔等效电路的一部分，设电解质的电阻为 Ｒ，且电解质浸入后所形成双电层电容 C 沿孔长度方向均匀分布，充放电过程中的电压与电流分别为 V 和 i。故可以将理想的孔等效表示为均匀的传输线^［35］，加之高温烧结后木陶瓷骨架的电阻非常小( 假设电极本身的电阻忽略不计) ，则沿孔方向及充电时间的函数 V 和 i 满足 De Levie 模型^［32-33］，即:

在直流情况下，i( z，0) = i( ∞ ，t) = 0; i( 0，t) = Esinωt。

利用拉普拉斯变换求解得到在恒电势( E) 条件下孔中任意位置 z 和 t 对电流 i 的方程:

对于单孔孔端的电流 i( 0，t) 为:

在本实验条件下，理想电极的孔为纵向平行排列，即可视为并联，故得到包含 n 个纵向平行孔电极的理想电流方程:

当 z = 0 时，即得到电极表面电流方程:

从式( 13) 中可知，在本实验条件下，电极的性能与其纵向平行排列孔的数量呈线性关系，这与 Soffer 等^［35］的研究结论一致。

2. 3. 2 电化学性能

循环伏安法( CV) 、恒流充放电( GCD) 和电化学阻抗谱( EIS) 被认为是评价电极材料电化学性能的合适工具。CV曲线的积分面积与超级电容的总电容相关，通常具有较大比表面积和层级孔隙结构的电极可以在电极和电解质之间提供较大的接触区来实现电荷的聚集。同时，微孔结构更有利于电子和离子的储存和传输^［36］。在测试中，WE 电极为块状，因此不需要集流体而直接作为电极材料使用^［37］。

图 9 显示了 WE-10 的电化学性能，在图 9a 中: 扫描速率小于 200 mV·s^－1时，CV 曲线形状接近矩形，没有明显的氧化还原峰，表明电极材料具有双层电容器的理想性能^［38-39］。图 9b 是不同电流密度下 WE-10 的电位-时间曲线: 充放电曲线平滑，呈类等腰三角形，且 iＲ 电压降不明显，说明 WE-10具有良好的充放电效率。在电流密度为 0. 25 A·g^－1时，比电容为 141. 8 F·g^－1，即使在电流密度为 1 A·g^－1的情况下，曲线也只是轻微变形，表明充放电平台基本稳定，这可能是活化和木质素所形成的碳纳米片共同改善了孔隙结构的结果。

图 9 试件 WE-10 的电化学性能: ( a) 不同扫描速率下的 CV 曲线; ( b) 不同电流密度下的 CP 曲线; ( c) ESＲ 曲线; ( d) 1 000 次充放电循环曲线;( e) 能量密度与功率密度对比图; ( f) 组装电容器点亮 LED 的照片

超级电容器电极材料应具有较高的导电性( 较低的电阻) ，以实现较低的功率损耗。通常 EIS 曲线由与电荷转移控制过程相关的高频区域的半圆和中频区域表征孔隙中电解质离子扩散阻力的 Warburg 阻抗直线组成。试件的 EIS 图如图 9c 所示，可见其呈现出典型的 Nyquist 曲线特征，ESＲ( ESＲ，Equivalent series resistance) 值为 0. 395 Ω。同时，图 9c中插图显示: Warburg 阻抗的曲线几乎是垂直的，其扩散阻力很低^［40-42］，这可能是因为多层次孔隙结构、碳纳米片和石墨微晶的存在导致了这种低扩散阻力。另外，图 9d 中描述了WE-10 的循环性能: 经过 1 000 次充放电后，其比电容保持率为 88. 1%，表明具有较好的充放电稳定性能。

图 9e 是由 WE-10 组装成的对称电容器的能量密度和功率密度与其他生物质碳电极材料的对比图，从图中可见: 当功率密度为 132. 6 kW·kg^－1时，其能量密度可达 12. 8 W·kg^－1，介于相关报道之间^{［5，43-45］}，这也符合生物质碳材料电极功率密度相对较小的特性。图 9f 为用 WE-10 组装而成的超级电容器的照片，两个串联的电容器可以点亮 1. 5 V 的红色LED，可见其具有一定的应用前景。

3 结论

( 1) 在电场的作用下，黑液木质素能够有效地沉积在以木陶瓷为电极骨架的表面与孔隙中，并呈现出有序的环状分布。同时，可通过调节黑液的浓度、电势、电流和沉积时间等方式来调节木质素沉积的速度，进而调控其组装的形态。
( 2) 木质素的电沉积组装与高温活化能够调控电极的孔隙结构，可为电子与离子的传输提供更多的场所与更便利的通道，进而改善与提高电极的电化学储能性能。同时，由于电极骨架中保留了木材中平行的孔隙结构，更利于电子与离子的快速聚集与释放。
( 3) 所制备的木陶瓷电极不需要集流体，可直接使用，表现出双层电容的特性，且具有良好的电化学性能。其中，电沉积 10 min、在 1 000 ℃保温烧结 2 h、180 ℃活化 6 h 所得到的电极在能量密度为 132. 6 Wh·kg^－1时，其功率密度可达12. 8 W·kg^－1，具有成为高质量电极材料的潜力。

参考文献：略