Abstract Well adherent spray deposited electrode material with excellent physical and electrochemical properties are fascinating for researchers across the world for their application in the energy storage field. In this context, cluster like vanadium oxide (V2O5) deposited on the stainless steel substrate by using spray pyrolysis technique. For this deposition, the solution concentration of Ammonium metavanadate precursor was varied from 10 mM to 100 mM. The precursor solution 40 ml was sprayed at a fixed deposition temperature of 673 K by the automatic spray pyrolysis technique. The influence of the precursor concentration on the structural, morphological, and electrochemical characteristics of the deposited electrode material was studied by using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, cyclic voltammetry, chronopotentiometry, and electrochemical impedance spectroscopy analysis. The morphology of the obtained spray pyrolyzed V2O5 samples show spikes like grains. The V2O5 deposited samples show excellent supercapacitive properties, among that 70 mM precursor exhibits the absolute supercapacitive performance with the highest value of specific capacitance is 315 F/g at scan rate 5mV/s, specific energy density 0.43 Wh/kg, specific power density 283.3 kW/kg and efficiency is 86.97 %. Moreover, stability study shows 71 % capacitance retention over 2000 cycles in 1 M KCl electrolyte. These results represent that the V2O5 electrode is the suitable electrode material and would be the most appropriate candidate for future energy storage applications.

中文翻译：

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通过改变前体溶液浓度调节氧化钒电极材料的超级电容性能

摘要 具有优异物理和电化学性能的粘附良好的喷涂沉积电极材料因其在储能领域的应用而受到世界各地研究人员的青睐。在这种情况下，簇状氧化钒 (V2O5) 通过使用喷雾热解技术沉积在不锈钢基材上。对于这种沉积，偏钒酸铵前体的溶液浓度在 10 mM 到 100 mM 之间变化。通过自动喷雾热解技术在 673 K 的固定沉积温度下喷雾 40 ml 前体溶液。通过使用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜，研究了前驱体浓度对沉积电极材料的结构、形态和电化学特性的影响，循环伏安法、计时电位法和电化学阻抗谱分析。获得的喷雾热解 V2O5 样品的形态显示出像颗粒一样的尖峰。V2O5 沉积样品显示出优异的超级电容性能，其中 70 mM 前驱体表现出绝对的超级电容性能，在扫描速率 5mV/s 下，比电容最高值为 315 F/g，比能量密度为 0.43 Wh/kg，比功率密度为 283.3 kW/kg，效率为 86.97 %。此外，稳定性研究表明，在 1 M KCl 电解液中 2000 次循环后，电容保持率为 71%。这些结果表明 V2O5 电极是合适的电极材料，将是未来储能应用的最合适的候选材料。获得的喷雾热解 V2O5 样品的形态显示出像颗粒一样的尖峰。V2O5 沉积样品显示出优异的超级电容性能，其中 70 mM 前驱体表现出绝对的超级电容性能，在扫描速率 5mV/s 下，比电容最高值为 315 F/g，比能量密度为 0.43 Wh/kg，比功率密度为 283.3 kW/kg，效率为 86.97 %。此外，稳定性研究表明，在 1 M KCl 电解液中 2000 次循环后，电容保持率为 71%。这些结果表明 V2O5 电极是合适的电极材料，将是未来储能应用的最合适的候选材料。获得的喷雾热解 V2O5 样品的形态显示出像颗粒一样的尖峰。V2O5 沉积样品显示出优异的超级电容性能，其中 70 mM 前驱体表现出绝对的超级电容性能，在扫描速率 5mV/s 时，比电容最高值为 315 F/g，比能量密度为 0.43 Wh/kg，比功率密度为 283.3 kW/kg，效率为 86.97 %。此外，稳定性研究表明，在 1 M KCl 电解液中 2000 次循环后，电容保持率为 71%。这些结果表明 V2O5 电极是合适的电极材料，将是未来储能应用的最合适的候选材料。其中，70 mM 前驱体表现出绝对的超级电容性能，在扫描速率 5mV/s 时，比电容最高值为 315 F/g，比能量密度为 0.43 Wh/kg，比功率密度为 283.3 kW/kg，效率为 86.97 %。此外，稳定性研究表明，在 1 M KCl 电解液中 2000 次循环后，电容保持率为 71%。这些结果表明 V2O5 电极是合适的电极材料，将是未来储能应用的最合适的候选材料。其中，70 mM 前驱体表现出绝对的超级电容性能，在扫描速率 5mV/s 时，最高比电容值为 315 F/g，比能量密度为 0.43 Wh/kg，比功率密度为 283.3 kW/kg，效率为 86.97 %。此外，稳定性研究表明，在 1 M KCl 电解液中 2000 次循环后，电容保持率为 71%。这些结果表明 V2O5 电极是合适的电极材料，将是未来储能应用的最合适的候选材料。