天天看點

用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成

作者:科研文獻庫

Fe3O4由于其高理論電容、大電位視窗、天然豐度和生态友好性,被認為是建構高能量密度不對稱超級電容器的一種有吸引力的陽極材料。然而,Fe3O4基電極材料的實際電容不足、速率性能低和循環穩定性不令人滿意的困境嚴重阻礙了其在超級電容器應用中的進展。為了很好地利用Fe3O4的優勢,本文以尺寸可控的方式,從Fe3O4@油酸配體的均勻大小的單分散納米粒子中合成了具有共價互聯和少殼石墨塗層的Fe3O4@洋蔥狀碳(OLCs)。具有良好尺寸均勻性的超小尺寸Fe3O4納米顆粒能夠實作高電化學活性和赝電容主導的電化學行為。同時,包括共價互連的石墨層、具有超薄厚度的保形無縫石墨塗層和分級孔隙在内的結構優勢促進了有效的離子/電子傳輸。由于這些優點的協同合作,Fe3O4@OLCs混合結構在1A g−1下表現出686.1 F g−1的高比電容,在10A g−1時表現出71.3%的電容保持率的高倍率性能,優于大多數報道的Fe3O4基電極材料。基于Fe3O4@OLCs組裝的非對稱超級電容器裝置顯示出高達63.1 Wh kg−1的高能量密度,在1.49 kW kg−1高功率密度下,其仍保持高達39.1 Wh kg–1。此外,獲得了高的循環穩定性(10000次循環後仍保持80%以上的初始電容)。本研究為制備用于不對稱超級電容器應用的高性能Fe3O4/碳混合結構提供了一種新的政策。

用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成
用于高性能不對稱超級電容器的Fe3O4@洋蔥狀碳的尺寸可控合成

來源:Xin Jiao , Biyu Li , Jian Wang , Yingchun Fan , Yongchang Ma , Zhihao Yuan , Chenguang Zhang,Size-controllable synthesis of covalently interconnected few-shelled Fe3O4@onion-like carbons for high-performance asymmetric supercapacitors,Carbon 203 (2023) 261–272,https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.053