氮掺杂氧缺陷NiCo2O4作为超级电容器

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1、文献题目:

N-dopedandoxygenvacancy-richNiCo2O4nanograssforsupercapacitorelectrode

2、通讯作者:

CaichaoWan,YiqiangWu

3、文献期刊/DOI:

ChemicalEngineeringJournal/10./j.cej..

4、研究背景:

过渡金属氧化物是一类很有前途的高能量密度超级电容器赝电容材料,但其低的本征电导率、有限的电化学位点和显著的体积膨胀使其电化学性能恶化。

5、创新点:

一种简单的同步策略来制备N掺杂和氧空位丰富的NiCo2O4微孔纳米草(NOvNCOMiNG),具有可调节的表面纳米孔结构和电子结构。

6、优点:

由于一步等离子体激活所实现的掺杂、缺陷和表面工程的有益协同作用,超级电容器的最佳电极(NOvNCOMiNG15)显示出显著增强的电化学性能,1mAcm2的超高比电容为.25Fg1,循环稳定性优异,循环次后电容保持率为96.5%。此外,以NOvNCOMiNG15为阴极,商用活性炭(AC)为阳极的水不对称超级电容器(ASC)器件,在.3Wkg1的功率密度下,显示出极高的能量密度,为.2Whkg1。

7、图文导读:

(a)制备N-Ov-NCOMiNGx的示意图。

(b-d)N-Ov-NCOMiNG-15的低倍和高倍扫描电镜图像。

(e)和(f)分别为N-Ov-NCOMiNG-15的TEM和HRTEM图像,其中的插图显示了相应特定晶格条纹的FFT模式。

(g)单个N-Ov-NCOMiNG-15中Co、Ni、O和N的元素映射.

7、图文导读

(a)NCOMeNG、N-Ov-NCOMiNG-5、N-Ov-NCOMiNG-15和N-Ov-NCOMiNG-30的N2吸附解吸等温线

(b)孔径分布图(基于BJH方法)

(c)XRD谱图

(d)EPR谱图

(e-h)在(e)Co2p,(f)Ni2p,(g)N1s和(h)O1s中NCOMeNG和N-Ov-NCOMiNG-15的高分辨率XPS谱图。

(i)制备的nov-NCO-MiNGx分子模型

7、图文导读

(a)0~0.5v电位窗口扫描速率为5mV/s时的CV曲线比较

(b)N-Ov-NCOMiNG-15在不同扫描速率下的CV曲线。

(c)基于5mV/s时的CV曲线,对阳极和阴极峰值电流与扫描速率的线性拟合。

(d)在1mv/s时,电容性对总电荷存储的贡献。

(e)电流密度为1mA/cm2时GCD曲线的比较。

(f)不同电流密度下nov-NCOMiNG-15的GCD曲线。

(g)各电极在不同电流密度下的比电容。

(h)电流密度为20ma/cm2时的循环性能。

7、图文导读

NCO(a)和novNCO(b)的态密度

(c)NCO和novNCO的电荷密度差和OH吸附能(d)。

(f)NCONG锚定在CFs衬底上的复合结构的储能机理。

(g)用于储能的NCO孟和N-Ov-NCOMiNG-15电极的详细原理图。

7、图文导读

(a)器件结构示意图。

(b)AC和N-Ov-NCOMiNG-15在5mV/s扫描速率下的操作电位范围。

(c)不同电压窗口下5mV/s扫描速率下的CV曲线。

(d)不同扫描速率下的CV曲线。

(e)不同电流密度下的GCD曲线。

(f)不同电流密度下的比电容和面积电容。

(g)当前设备和报告设备的Ragone图的比较,内置图像显示了设备的电压测量。

(h)电流密度为10a/g时的循环稳定性,构建的图像显示了循环测试前后的奈奎斯特图。

8、结论

通过一种简单的同步等离子体激活策略,成功地在CF衬底上设计了新型的N-Ov-NCOMiNG结构,用于高性能超级电容器。

9、展望

在提高金属基电极材料的电化学性能方面,此方法有着良好的前景。

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