在混合超级电容器中,通过Mn-doping在氧酸盐中的工程氧气空缺
Wei Yan1, Jin-Feng Peng2, Hong-Yan Zeng3
1College of Chemical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, Hunan, China; Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China.
Journal of colloid and interface science
|September 12, 2025
概括
有氧空缺的添加氧酸 (MnNiC2O4) 提高了超级电容器的性能. 这一战略改善了先进能源设备的电荷存储和能量密度.
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:
- 过渡金属酸盐正在成为超级电容器的电极材料.
- 电荷存储性能目前的局限性阻碍了它们的实际应用.
研究的目的:
- 通过采用异原子兴奋剂策略来提高氧酸盐的电荷储存性能.
- 研究兴奋剂和氧气空缺对NiC2O4.4的电化学特性的影响.
主要方法:
- 通过异构原子兴奋剂策略合成Mn-doped NiC2O4 (MnNiC2O4).
- 使用各种技术进行表征,以确认离子兴奋剂和氧空隙形成.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以了解电子结构和反应机制.
- 对MnNiC2O4作为超级电容器中正极材料的电化学测试.
主要成果:
- 离子成功地被添加到NiC2O4网格中,创造了可调节的氧气空缺.
- 最佳的Mn(0.25) NiC2O4在1A g-1时表现出634.3C g-1的高特异电荷和良好的循环稳定性.
- DFT计算证实了Mn-doping缩小了带隙,并促进了法拉代的氧化还原反应.
- 组装的混合超级电容器 (MnNiC2O4//AC) 实现了 36.2 Wh kg-1.1 的高能量密度.
结论:
- 使用Mn和受控氧空缺的异原子兴奋剂显著提高了NiC2O4.4的超级电容性能.
- 增强的性能归因于合适的氧气空缺和丰富的多氧化状态.
- 这项研究提出了一种可行的方法,用于在高性能储能设备中利用过渡金属氧沙酸盐.
