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A High-Energy-Density Hybrid Supercapacitor with P-Ni(OH)2 @Co(OH)2 Core-Shell Heterostructure and Fe2 O3 Nanoneedle Arrays as Advanced Integrated Electrodes.
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/smll.202001974 Kunzhen Li 1, 2 , Bangchuan Zhao 1 , Jin Bai 1, 2 , Hongyang Ma 1, 2 , Zhitang Fang 1 , Xuebin Zhu 1 , Yuping Sun 1, 3
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/smll.202001974 Kunzhen Li 1, 2 , Bangchuan Zhao 1 , Jin Bai 1, 2 , Hongyang Ma 1, 2 , Zhitang Fang 1 , Xuebin Zhu 1 , Yuping Sun 1, 3
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Transition metal hydro/oxides (TMH/Os) are treated as the most promising alternative supercapacitor electrodes thanks to their high theoretical capacitance due to the various oxidation states and abundant cheap resources of TMH/Os. However, the poor conductivity and logy reaction kinetics of TMH/Os severely restrict their practical application. Herein, hierarchical core–shell P‐Ni(OH)2@Co(OH)2 micro/nanostructures are in situ grown on conductive Ni foam (P‐Ni(OH)2@Co(OH)2/NF) through a facile stepwise hydrothermal process. The unique heterostructure composed of P‐Ni(OH)2 rods and Co(OH)2 nanoflakes boost the charge transportation and provide abundant active sites when used as the intergrated cathode for supercapacitors. It delivers an ultrahigh areal specific capacitance of 4.4 C cm−2 at 1 mA cm−2 and the capacitance can maintain 91% after 10 000 cycles, showing an ultralong cycle life. Additionally, a hybrid supercapacitor composed with P‐Ni(OH)2@Co(OH)2/NF cathode and Fe2O3/CC anode shows a wider voltage window of 1.6 V, a remarkable energy density of 0.21 mWh cm−2 at the power density of 0.8 mW cm−2, and outstanding cycling stability with about 81% capacitance retention after 5000 cycles. This innovative study not only supplies a newfashioned electronic apparatus with high‐energy density and cycling stability but offers a fresh reference and enlightenment for synthesizing advanced integrated electrodes for high‐performance hybrid supercapacitors.
中文翻译：
具有P-Ni（OH）2 @Co（OH）2核-壳异质结构和Fe2 O3纳米针阵列作为高级集成电极的高能量密度混合超级电容器。
过渡金属氢/氧化物（TMH / Os）由于其多种氧化态和TMH / Os的廉价资源而具有较高的理论电容，因此被视为最有希望的替代超级电容器电极。然而，TMH / Os较差的电导率和反应学动力学严重限制了它们的实际应用。在这里，分层的核-壳P-Ni（OH）2 @Co（OH）2微/纳米结构通过导电的镍泡沫（P-Ni（OH）2 @Co（OH）2 / NF）原位生长逐步热液过程。由P-Ni（OH）2棒和Co（OH）2组成的独特异质结构纳米片用作超级电容器的集成阴极时，可促进电荷传输并提供丰富的活性位。它在1 mA cm -2时提供4.4 C cm -2的超高面积比电容，并且在1万次循环后该电容可以保持91％，显示出超长的循环寿命。此外，由P-Ni（OH）2 @Co（OH）2 / NF阴极和Fe 2 O 3 / CC阳极组成的混合超级电容器显示出1.6 V的较宽电压窗口，显着的能量密度为0.21 mWh cm -2在0.8 mW cm -2的功率密度下以及出色的循环稳定性，在5000次循环后电容保持率约为81％。这项创新的研究不仅为新型电子设备提供了高能量密度和循环稳定性，而且为合成高性能混合超级电容器的高级集成电极提供了新的参考和启示。
更新日期：2020-08-14
中文翻译：
具有P-Ni（OH）2 @Co（OH）2核-壳异质结构和Fe2 O3纳米针阵列作为高级集成电极的高能量密度混合超级电容器。
过渡金属氢/氧化物（TMH / Os）由于其多种氧化态和TMH / Os的廉价资源而具有较高的理论电容，因此被视为最有希望的替代超级电容器电极。然而，TMH / Os较差的电导率和反应学动力学严重限制了它们的实际应用。在这里，分层的核-壳P-Ni（OH）2 @Co（OH）2微/纳米结构通过导电的镍泡沫（P-Ni（OH）2 @Co（OH）2 / NF）原位生长逐步热液过程。由P-Ni（OH）2棒和Co（OH）2组成的独特异质结构纳米片用作超级电容器的集成阴极时，可促进电荷传输并提供丰富的活性位。它在1 mA cm -2时提供4.4 C cm -2的超高面积比电容，并且在1万次循环后该电容可以保持91％，显示出超长的循环寿命。此外，由P-Ni（OH）2 @Co（OH）2 / NF阴极和Fe 2 O 3 / CC阳极组成的混合超级电容器显示出1.6 V的较宽电压窗口，显着的能量密度为0.21 mWh cm -2在0.8 mW cm -2的功率密度下以及出色的循环稳定性，在5000次循环后电容保持率约为81％。这项创新的研究不仅为新型电子设备提供了高能量密度和循环稳定性，而且为合成高性能混合超级电容器的高级集成电极提供了新的参考和启示。
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