用铁添加-双金属化物纳米线混合体用于固态超级电容器,具有出色的电磁干扰屏蔽

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 灵活的电子面临来自有限的能量密度和电磁污染的挑战.
• -双金属化物 (NiCoP) 显示出超级电容器的潜力,但其速度性能和稳定性不佳.
• 开发先进的电极材料对于高性能灵活的能量存储和屏蔽至关重要.

研究的目的:

• 在碳布上设计和合成Fe-doped NiCoP纳米线阵列 (Fe-NiCoP/CC),作为超级电容器的先进阴极材料.
• 调查Fe doping对NiCoP电子导电性和电化学性能的影响.
• 评估制造的Fe-NiCoP/CC电极和混合超级电容器的储能能力和电磁干扰 (EMI) 屏蔽性能.

主要方法:

• 在碳布上合成Fe-doped NiCoP纳米线阵列.
• 电化学特征包括循环电量计,静电电荷放电和电化学阻抗光谱学.
• 密度函数理论 (DFT) 计算以了解兴奋剂效应.
• 制造和测试Fe-NiCoP/CC雨VN/CNT/CC混合超级电容器 (HSC) 设备.
• 评估电磁干扰 (EMI) 屏蔽的有效性.

主要成果:

• Fe-NiCoP/CC电极在1 mA cm-2.2时表现出高面积容量,为3.18 F cm-2.
• 在20 mA cm−2时实现了86.3%容量保留的超级速率能力.
• 组装的HSC装置显示了176.9μWh cm−2的高能量密度,功率密度为750μW cm−2.2.
• 在电极和HSC设备上都观察到出色的电磁干扰 (EMI) 屏蔽性能.
• DFT分析支持由于Fe兴奋剂而增强的电子导电性和OH−吸附.

结论:

• 铁剂显著提高了基于NiCoP的超级电容电极的电化学性能和结构稳定性.
• 开发的Fe-NiCoP/CC材料为高性能灵活储能提供了一个有前途的解决方案.
• 多功能Fe-NiCoP/CC材料提供有效的电磁干扰 (EMI) 屏蔽,解决了可穿戴电子设备的一个关键挑战.
• 这项工作为创建用于集成灵活电子设备的先进材料提供了可行的策略.