Ag/MnO(2) Composite Sheath-Core Structured Yarn Supercapacitors.
Ag/MnO(2) Composite Sheath-Core Structured Yarn Supercapacitors.
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AG/MNO（2）复合鞘核结构化纱线超级电容器。
DOI：
10.1038/s41598-018-31611-2
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发表时间：
2018-09-06
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kim SJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim JH;Choi C;Lee JM;de Andrade MJ;Baughman RH;Kim SJ
由于可穿戴电子设备、微型设备和植入式医疗设备对电源的需求，需要具有小直径、体积和高机械强度的一维（1D）纱线或纤维基超级电容器。复合护套是在市售的CNT纱线衬底上通过交替沉积MnO 2和Ag层来制造的。实现了赝电容MnO 2的高负载水平和合理改善的速率容量的协同效应。在复合鞘中，互连网络提供MnO 2聚集体和相邻Ag层之间的电接触。导电Ag夹层缩短了MnO 2中的固态电荷扩散长度。此外，在充放电过程中产生的电子可以被相邻的Ag层迅速收集，因此，大量的MnO 2可以负载到CNT芯纤维电极表面而不会显著降低其倍率性能。由于高MnO 2负载水平，复合皮芯纱线超级电容器显示出优异的比面积电容（322.2 mF/cm 2）和相应的能量密度（18.3 µWh/cm 2）。
One-dimensional (1D) yarn or fiber-based supercapacitors that have small diameter, volume and high mechanical strength are needed due to the demands on power source for wearable electronics, micro-devices, and implantable medical devices. The composite sheath is fabricated on a commercially available CNT yarn substrate by alternating depositions of MnO2 and Ag layers. Synergistic effect of high loading level of pseudocapacitive MnO2 and reasonably improved rate-capability are achieved. In the composite sheath, the interconnected networks provide electrical contact between MnO2 aggregates and adjacent Ag layer. The conductive Ag inter layers shorten the solid-state charge diffusion length in the MnO2. Moreover, generated electrons during the charge/discharge process can be collected rapidly by the adjacent Ag layer, therefore, the great extents of MnO2 could be loaded onto the surface of CNT core fiber electrode without a significant rate-capability degradation. Due to the high MnO2 loading level, the composite sheath-core yarn supercapacitor showed excellent specific areal capacitance (322.2 mF/cm2) and according energy density (18.3 µWh/cm2).
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