Integration of flexibility, cyclability and high-capacity into one electrode for sodium-ion hybrid capacitors with low self-discharge rate
Integration of flexibility, cyclability and high-capacity into one electrode for sodium-ion hybrid capacitors with low self-discharge rate
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将灵活性、可循环性和高容量集成到一个电极中，用于低自放电率的钠离子混合电容器
DOI：
10.1016/j.ensm.2019.10.024
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发表时间：
2020-03
影响因子：
20.4
通讯作者：
Hong Jin Fan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huanwen Wang;Dongming Xu;Guichong Jia;Zhifei Mao;Yansheng Gong;Beibei He;Rui Wang;Hong Jin Fan
金属离子混合电容器被认为是便携式电子产品的有前途的电源，因为在设计阳极/阴极对以实现高性能和器件灵活性方面有许多机会。在这里，我们展示了我们的合理设计的多孔纤维网络为基础的电极准固态柔性钠离子混合电容器。采用SiO2蚀刻方法合成独立式多孔碳纳米管（PCNF）膜，该膜机械强度高且重量轻（约1 mg cm−2）。PCNF作为MoS2@poly（3，4-ethylenedioxythiophene）（PEDOT）核/壳纳米片均匀生长的3D支架。所得的PCNF@MoS2@PEDOT双核/壳双电极不仅保持了MoS 2固有的高容量用于Na离子存储，而且还呈现长期循环性和高倍率性能。所构建的准固态钠离子混合电容器可以容忍任意弯曲和折叠，并具有较低的自放电率（15 mV h-1）相比，对称电容器。
Metal-ion hybrid capacitors are regarded as promising power sources for portable electronics because of numerous opportunities in designing the anode/cathode couple to realize high performance and device flexibility. Here we demonstrate our rational design of a porous-fiber network based electrode for quasi-solid-state flexible Na-ion hybrid capacitors. A SiO2-etching approach is deployed to synthesize the freestanding porous carbon nanofiber (PCNF) membrane that is both mechanically robust and light (~1 mg cm−2). The PCNF serves as a 3D scaffold for the uniform growth of MoS2@poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) core/shell nanosheets. The resultant PCNF@MoS2@PEDOT double core/shell nanofiber electrode not only maintains the intrinsic high-capacity of MoS2for Na-ion storage, but also renders long-term cyclability and high rate performance. The constructed quasi-solid-state Na-ion hybrid capacitors can tolerate arbitrary bending and folding, and has a much lower self-discharge rate (15 mV h-1) compared to symmetric capacitors.
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