Abstract In this work, a kind of novel Mn3O4 embedded 3D N/P-codoped carbon sheets/carbon foams (Mn3O4–NPCN/CF) composites is directly prepared by high-temperature pyrolysis. The Mn3O4–NPCN/CF with highly opened porous structure has outstanding advantages, such as providing abundant channels for ion fast transport, increasing electrolyte permeation rate, ensuring effective contact between electrode and electrolyte, and enhancing electron conduction. The nitrogen (N) and phosphorus (P) heteroatoms enhance the surface wettability of the Mn3O4–NPCN/CF electrode and widen the voltage window. Mn3O4 embedded in the N/P-codoped carbon sheet stably provides pseudocapacitance. Consequently, the Mn3O4–NPCN/CF electrode displays a high specific capacitance of 519 F g−1 and cycle stability (96% after 5000 cycles) in 6 M KOH electrolyte. Moreover, the Mn3O4–NPCN/CF-based all-solid-state symmetric supercapacitors still show prominent capacitance value of 207 F g−1 and 141 F g−1 in polyvinylalcohol/KOH and polyvinylalcohol/Na2SO4 gel electrolyte, respectively. Significantly, the all solid-state symmetric supercapacitors retain above 90% capacitance after 500 mechanical bending and wide-temperature range cycles (−20 to 80 °C). This work provides a facile, low-cost and environmental friendliness process to prepare high-performance electrode materials in energy storage field.

中文翻译：

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用于高性能柔性超级电容器的 Mn3O4 嵌入 3D 多杂原子共掺杂碳片/碳泡沫复合材料

摘要 在这项工作中，通过高温热解直接制备了一种新型的 Mn3O4 嵌入 3D N/P 共掺杂碳片/碳泡沫 (Mn3O4–NPCN/CF) 复合材料。具有高度开放多孔结构的Mn3O4-NPCN/CF具有突出的优点，例如为离子快速传输提供了丰富的通道，提高了电解质渗透率，确保了电极与电解质之间的有效接触，增强了电子传导。氮 (N) 和磷 (P) 杂原子增强了 Mn3O4–NPCN/CF 电极的表面润湿性并加宽了电压窗口。嵌入在 N/P 共掺杂碳片中的 Mn3O4 稳定地提供了赝电容。因此，Mn3O4-NPCN/CF 电极在 6 M KOH 电解质中显示出 519 F g-1 的高比电容和循环稳定性（5000 次循环后为 96%）。而且，基于 Mn3O4–NPCN/CF 的全固态对称超级电容器在聚乙烯醇/KOH 和聚乙烯醇/Na2SO4 凝胶电解质中仍分别显示出显着的电容值，分别为 207 F g-1 和 141 F g-1。值得注意的是，全固态对称超级电容器在 500 次机械弯曲和宽温度范围循环（-20 至 80°C）后仍保持 90% 以上的电容。这项工作为在储能领域制备高性能电极材料提供了一种简便、低成本和环境友好的方法。全固态对称超级电容器在 500 次机械弯曲和宽温度范围循环（-20 至 80°C）后仍保持 90% 以上的电容。这项工作为在储能领域制备高性能电极材料提供了一种简便、低成本和环境友好的方法。全固态对称超级电容器在 500 次机械弯曲和宽温度范围循环（-20 至 80°C）后仍保持 90% 以上的电容。这项工作为在储能领域制备高性能电极材料提供了一种简便、低成本和环境友好的方法。