Abstract In order to improve the energy density of the supercapacitor, fabrication of next-generation materials with inimitable morphology and superior electrochemical performance is highly desired. Herein, a novel hybrid electrode material, namely graphene-Zn3V2O8 nanocomposites, were successfully prepared via facile solvothermal process followed by thermal annealing treatment. Graphene sheets were synthesised through the eco-friendly liquid phase exfoliation approach with optimised ethanol to water volume ratio (2:3). Optimisations on the weight ratio between the graphene and Zn3V2O8 were performed to determine the synergistic effect between them. The morphogenesis of the graphene-Zn3V2O8 nanohybrid manifests “sheet on sheet” nanostructures that intertwined with each other to form a 3D network architecture, which provides sufficient electroactive sites and shortens the ions diffusion pathway, leading to eminent electrochemical properties. The electrochemical properties of these materials were evaluated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge tests in 2 M KOH aqueous electrolyte. Among the nanocomposites studied, G-3ZVO (weight ratio of 1:3) exhibited a specific capacitance of 564 Fg-1 at 0.8 Ag-1, outstanding rate capability and good cycling stability even after 5000 cycles. Furthermore, this symmetrical supercapacitor delivered an impressive energy density of 78 Wh/kg at power density of 75.5 kW/kg.

中文翻译：

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石墨烯-Zn3V2O8 纳米复合材料的简便合成作为对称超级电容器的高性能电极材料

摘要 为了提高超级电容器的能量密度，迫切需要制备具有独特形貌和优异电化学性能的下一代材料。在此，通过简单的溶剂热工艺和热退火处理成功制备了一种新型混合电极材料，即石墨烯-Zn3V2O8 纳米复合材料。石墨烯片是通过生态友好的液相剥离方法合成的，乙醇与水的体积比为 2:3。对石墨烯和 Zn3V2O8 之间的重量比进行了优化，以确定它们之间的协同效应。石墨烯-Zn3V2O8 纳米杂化物的形态发生表现为“片上片”纳米结构，它们相互交织形成 3D 网络结构，这提供了足够的电活性位点并缩短了离子扩散路径，从而产生了卓越的电化学性能。这些材料的电化学性能通过循环伏安法和恒电流充放电测试在 2 M KOH 水性电解质中进行评估。在研究的纳米复合材料中，G-3ZVO（重量比为 1:3）在 0.8 Ag-1 时的比电容为 564 Fg-1，即使在 5000 次循环后也表现出出色的倍率性能和良好的循环稳定性。此外，这种对称的超级电容器在 75.5 kW/kg 的功率密度下提供了令人印象深刻的 78 Wh/kg 的能量密度。这些材料的电化学性能通过循环伏安法和恒电流充放电测试在 2 M KOH 水性电解质中进行评估。在研究的纳米复合材料中，G-3ZVO（重量比为 1:3）在 0.8 Ag-1 时的比电容为 564 Fg-1，即使在 5000 次循环后也表现出出色的倍率性能和良好的循环稳定性。此外，这种对称的超级电容器在 75.5 kW/kg 的功率密度下提供了令人印象深刻的 78 Wh/kg 的能量密度。这些材料的电化学性能通过循环伏安法和恒电流充放电测试在 2 M KOH 水性电解质中进行评估。在研究的纳米复合材料中，G-3ZVO（重量比为 1:3）在 0.8 Ag-1 时的比电容为 564 Fg-1，即使在 5000 次循环后也表现出出色的倍率性能和良好的循环稳定性。此外，这种对称的超级电容器在 75.5 kW/kg 的功率密度下提供了令人印象深刻的 78 Wh/kg 的能量密度。