Abstract Here, we report a binder-free synthesis of microrods-like manganese phosphate thin film over stainless steel substrate by a facile, single-pot hydrothermal method. The XRD analysis reveals that, the formation of manganese phosphate [Mn3(PO4)2] material of a monoclinic crystal structure. From SEM images observed microrods like morphology of manganese phosphate with an average width of ∼25 μm. The manganese phosphate electrode shows a better electrochemical performance with a specific capacitance of 145 F g−1 at 0.2 mA cm-2 current density in 1.0 M Na2SO4 electrolyte. Moreover, the flexible solid-state symmetric electrochemical energy storage device was assembled with PVA-Na2SO4 solid gel-electrolyte consists of manganese phosphate as anode and cathode electrode. The corresponding symmetric supercapacitor achieves a high energy density of 11.7 Wh kg−1 at a high power density of 1.41 kW kg−1 with an excellent specific capacitance of 37 F g−1 at 0.1 mA cm-2 current density. Manganese phosphate shows long-term electrochemical cyclic stability at a current density of 0.8 mA cm-2 for 9000 galvanostatic charge-discharge cycles with excellent capacitance retention (99 %). This excellent capacitive performance confirms that the manganese phosphate is promising material and fabricated flexible solid-state symmetric supercapacitor has high potential in the field of portable and bendable energy storage devices.

中文翻译：

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磷酸锰微棒作为高稳定性柔性固态对称超级电容器正极材料的单锅水热合成

摘要 在这里，我们报告了通过简便的单锅水热法在不锈钢基材上无粘合剂合成微棒状磷酸锰薄膜。XRD分析表明，形成了单斜晶体结构的磷酸锰[Mn3(PO4)2]材料。从 SEM 图像观察到微棒状磷酸锰的形态，平均宽度约为 25 μm。磷酸锰电极在 1.0 M Na2SO4 电解质中在 0.2 mA cm-2 电流密度下显示出更好的电化学性能，比电容为 145 F g-1。此外，该柔性固态对称电化学储能装置采用由磷酸锰组成的 PVA-Na2SO4 固体凝胶电解质作为正负极组装而成。相应的对称超级电容器在 1.41 kW kg-1 的高功率密度下实现了 11.7 Wh kg-1 的高能量密度，在 0.1 mA cm-2 电流密度下具有 37 F g-1 的优异比电容。磷酸锰在 0.8 mA cm-2 的电流密度下显示出长期电化学循环稳定性，可进行 9000 次恒电流充放电循环，并具有出色的电容保持率 (99 %)。这种优异的电容性能证实了磷酸锰是一种很有前途的材料，制备的柔性固态对称超级电容器在便携式和可弯曲储能设备领域具有巨大潜力。磷酸锰在 0.8 mA cm-2 的电流密度下显示出长期电化学循环稳定性，可进行 9000 次恒电流充放电循环，并具有出色的电容保持率 (99 %)。这种优异的电容性能证实了磷酸锰是一种很有前途的材料，制备的柔性固态对称超级电容器在便携式和可弯曲储能设备领域具有巨大潜力。磷酸锰在 0.8 mA cm-2 的电流密度下显示出长期电化学循环稳定性，可进行 9000 次恒电流充放电循环，并具有出色的电容保持率 (99 %)。这种优异的电容性能证实了磷酸锰是一种很有前途的材料，制备的柔性固态对称超级电容器在便携式和可弯曲储能设备领域具有巨大潜力。