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A direct-write method for preparing a bimetal sulfide/graphene composite as a free-standing electrode for high-performance microsupercapacitors
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-9-25 , DOI: 10.1039/d0ra06376b Hao Liu 1 , Xiao-Juan Liu 1 , Feng-Ying Dong 1 , Xin-Zhi Sun 1
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-9-25 , DOI: 10.1039/d0ra06376b Hao Liu 1 , Xiao-Juan Liu 1 , Feng-Ying Dong 1 , Xin-Zhi Sun 1
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It is a great challenge to ideally integrate graphene with its unique two-dimensional (2D) and porous structure into the pseudocapacitive materials. In this paper, a simple technique, i.e. direct-laser-writing (DLW), was developed to fabricate microsupercapacitors (MSCs) with excellent electrochemical performance, marked as Ni–Co–S/laser induced graphene (LIG) that exhibit a high areal specific capacitance of 680 mF cm−2 at the current density of 1 mA cm−2. A symmetric MSC device was assembled using Ni–Co–S/LIG as a positive electrode and active carbon (AC) as the negative electrode, and exhibited a high areal energy density of 56.9 μW h cm−2 at the power density of 800 μW cm−2, and excellent cycling stability maintaining 89.6% of the areal specific capacitance after 8000 cycles. The synergistic effect of bimetallic Ni–Co–S and the LIG with the 2D structure results in the excellent electrochemical performance. This work demonstrates a method to integrate Ni–Co–S pseudocapacitive materials into porous graphene with a direct-laser-writing technique. The produced integrated materials possess high energy density that can be used in MSCs.
中文翻译：
一种直写法制备双金属硫化物/石墨烯复合材料作为高性能微型超级电容器的自支撑电极
将石墨烯以其独特的二维（2D）和多孔结构理想地集成到赝电容材料中是一个巨大的挑战。在本文中，开发了一种简单的技术，即直接激光写入（DLW）来制造具有优异电化学性能的微型超级电容器（MSC），标记为Ni-Co-S/激光诱导石墨烯（LIG），其表现出高面积在1mA cm -2的电流密度下，比电容为680 mF cm -2 。使用Ni-Co-S/LIG作为正极和活性炭（AC）作为负极组装对称MSC装置，并在800 μW的功率密度下表现出56.9 μW h cm -2的高面能量密度cm -2 ，以及优异的循环稳定性，在8000次循环后仍保持89.6%的面积比电容。双金属Ni-Co-S和二维结构LIG的协同效应导致了优异的电化学性能。这项工作展示了一种利用直接激光写入技术将 Ni-Co-S 赝电容材料集成到多孔石墨烯中的方法。所生产的集成材料具有高能量密度，可用于 MSC。
更新日期：2020-09-25
中文翻译：
一种直写法制备双金属硫化物/石墨烯复合材料作为高性能微型超级电容器的自支撑电极
将石墨烯以其独特的二维（2D）和多孔结构理想地集成到赝电容材料中是一个巨大的挑战。在本文中，开发了一种简单的技术，即直接激光写入（DLW）来制造具有优异电化学性能的微型超级电容器（MSC），标记为Ni-Co-S/激光诱导石墨烯（LIG），其表现出高面积在1mA cm -2的电流密度下，比电容为680 mF cm -2 。使用Ni-Co-S/LIG作为正极和活性炭（AC）作为负极组装对称MSC装置，并在800 μW的功率密度下表现出56.9 μW h cm -2的高面能量密度cm -2 ，以及优异的循环稳定性，在8000次循环后仍保持89.6%的面积比电容。双金属Ni-Co-S和二维结构LIG的协同效应导致了优异的电化学性能。这项工作展示了一种利用直接激光写入技术将 Ni-Co-S 赝电容材料集成到多孔石墨烯中的方法。所生产的集成材料具有高能量密度，可用于 MSC。
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