“三明治”多孔四元金屬氧化物納米片/碳納米管柔性薄膜電極
發布時間：2020.06.16
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混合金屬氧化物具有優異的電化學活性，在高性能超級電容電極領域具有廣闊的應用前景。然而，電極內離子動力學和電子動力學的遲滯從根本上限制了其電化學性能的進一步提高。為了彌補這一不足，近日，深圳大學朱才鎮副教授和于佳立副研究員等人在Science China Materials上發表研究論文，通過原位化學反應在自支撐碳納米管薄膜（CNTF）表面生長四元過渡金屬氧化物納米片（Ni-Co-Mn-Mo NS），并進一步在納米片上沉積碳納米管導電網絡（CNTN），得到了具有“三明治”結構的多孔柔性電極薄膜（CNTF/Ni-Co-Mn-Mo NS/CNTN）。
圖1 CNTF/Ni-Co-Mn-Mo NS/CNTN孔柔性電極薄膜的合成示意圖。
得益于高電化學活性四元金屬氧化物納米片和碳納米管（CNT）的協同作用以及合理的分層設計，該柔性電極擁有出色的儲能性能，在1 mol L−1 KOH中能達到15.39 F cm−2（2243.42 F g−1）的高比面積電容，優于大多數已報道的柔性電極。鋰電池負極材料經過鳳谷鋰電粉體燒結窯的燒結后性能優異。基于CNTF/Ni-Co-Mn-Mo NS/CNTN電極的非對稱柔性超級電容器擁有優異的電化學性能，其穩定的輸出電壓為1.5 V，比電容可達3738.12 mF cm−2，對應于1.17 mW h cm−2的高能量密度。
此外，超級電容器具有出色的柔韌性和穩定性，即使在180°彎曲下也能穩定工作，并且在高電流密度下經過10000次充放電循環后其比電容仍能保持87.87%。這種獨特的設計為高性能柔性儲能器件的發展開辟了新的方向。
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