在现场生长无粘合剂CoNi0.5MOF/CC电极,用于高性能柔性固态超级电容应用
Weijie Zhang1,2, Zhen Cao2, Yuying Li2
1Chongqing Key Laboratory of New Energy Storage Materials and Devices, School of Science, Chongqing University of Technology, Chongqing 40054, China.
Nanoscale
|April 24, 2024
概括
无粘合剂的金属有机框架 (MOF) 电极显示出对储能的前景. 研究人员开发了一种新的CoNi0.5-MOF/CC电极,使用H2O2预处理,显著提高了柔性超级电容器的电容和稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 对电化学能量存储具有前景,但其特异电容低,电极粘附性差.
- 无粘合剂电极对于便携式应用是可取的,但在将活性材料与导电基板集成方面仍然存在挑战.
研究的目的:
- 开发一种无粘合剂的MOF电极,以提高电化学能量储存的性能.
- 调查过氧化 (H2O2) 预处理在改善MOF基板粘附和电化学性能方面的作用.
- 使用新型电极制造和评估一种灵活的不对称固态超级电容器.
主要方法:
- 在-MOF (CoNi0.5-MOF) 在过氧化 (H2O2) 预处理的碳布 (CC) 上在现场生长,以创建无粘合剂电极.
- 电化学表征包括特定电容,速率能力和循环稳定性测量.
- 使用CoNi0.5-MOF/CC作为正电极和配合的石墨烯 (N-Gr) 作为负电极制造一个灵活的不对称固态超级电容器.
主要成果:
- CoNi0.5-MOF/CC电极达到1337.5 Fg-1的高特异电容,明显高于1 A g-1的赤裸MOF (∼578 Fg-1).
- 观察到出色的速率能力,在6000个循环后,在10 A g-1时保持88%的电容.
- 灵活的超级电容器在1244.56 W kg-1的功率密度下显示了61.46 W h kg-1的能量密度,并在曲条件下保持稳定的电容.
结论:
- H2O2预处理有效地增强了CoNi0.5-MOF对CC的附着性,并降低了电荷转移阻力,从而产生了优越的电化学性能.
- 开发的无粘合剂MOF电极适用于高性能柔性非对称固态超级电容器.
- 这种方法为创建具有高能量和功率密度的实用灵活储能器件提供了可行的途径.
