Enhanced electrochemical performance of ball milled CoO for supercapacitor applications
Enhanced electrochemical performance of ball milled CoO for supercapacitor applications
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增强球磨 CoO 的电化学性能，用于超级电容器应用
DOI：
10.1039/c4ta02885f
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发表时间：
2014-09
影响因子：
11.9
通讯作者：
Hou Jianhua
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng Chunrui;Cao Chuanbao;Ali Zulfiqar;Hou Jianhua
在目前的工作中，我们报告了增强的超级电容器应用的球磨CoO纳米粒子的电化学性能。机械球磨提供了清洁的物理过程，以制备纳米CoO微粉的优异的电化学性能。研究了不同球磨时间下CoO样品的性能。随着球磨时间的增加，CoO样品的比电容增大。通过透射电子显微镜（TEM）分析估计已经研磨96小时的CoO纳米颗粒的平均尺寸为5-20 nm，显示出具有上级边界结晶度的清晰边缘。这种清晰的边缘上级边界晶体形状有利于快速的电子和离子传输。采用循环伏安法、循环充放电法和电化学阻抗谱，在使用1 M KOH溶液作为电解质的三电极系统中分析了电化学行为。CoO纳米颗粒电极在0.5 A g-1恒定放电电流密度下表现出600 F g-1的比电容。CoO纳米颗粒电极的高比电容和稳定性归因于良好的结晶度和大的比表面积。在2000次充放电循环中，在电流密度为2A g-1时的比容量保持率为96.6%，在电流密度为4A g-1时的比容量保持率为95.3%。优异的循环稳定性表明纳米晶CoO是一种优异的超级电容器电极材料。
In the present work, we report the enhanced electrochemical performance of ball milled CoO nanoparticles for supercapacitor applications. The mechanical ball milling provides clean physical processes to prepare nanoparticles from CoO micropowders for excellent electrochemical performances. The performances of CoO samples at different milling times have been researched. With the increase of milling time the specific capacitance of CoO samples increases. The average size of CoO nanoparticles which have been milled for 96 h is estimated to be 5–20 nm by Transmission Electron Microscopy (TEM) analysis showing clear edges having superior boundary crystallinity. This clear edge superior boundary crystalline shape favours rapid electron and ion transport. The electrochemical behaviour is analyzed in a three electrode system using 1 M KOH solution as the electrolyte in terms of cyclic voltammetry, cyclic charge–discharge, and electrochemical impedance spectra. The CoO nanoparticle electrode exhibits a specific capacitance of 600 F g−1 at 0.5 A g−1 constant discharge current density. The high specific capacitance and the stability of the CoO nanoparticle electrode are attributed to good crystallinity and large specific surface area. The specific capacity retention is 96.6% at a current density of 2 A g−1 and 95.3% at a current density of 4 A g−1 over 2000 charge–discharge cycles. The excellent cyclic stability indicates that nanocrystalline CoO is an excellent supercapacitor electrode material.
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