提高用于儲能裝置的金屬氧化物基材料的電化學(xué)性能通常涉及采用關(guān)鍵策略，包括通過復(fù)合材料形成對成分進(jìn)行有意的修改以及結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的應(yīng)用。在此，我們合成了銻酸鉍（BiSbO4），并通過簡便的水熱方法集成石墨納米纖維（GNF）和MXene（MX）構(gòu)建了三元結(jié)構(gòu)。明確結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)，加上 MXene 和 GNF 網(wǎng)絡(luò)帶來的優(yōu)異導(dǎo)電性，顯著有助于實現(xiàn)出色的能量和功率密度。其分層結(jié)構(gòu)內(nèi)暢通的離子和電子通道增強(qiáng)了該材料作為超級電容器電池型陰極的性能。這項工作報告在 1 A g−1 時具有 819 F g−1 的顯著比電容和令人印象深刻的耐用性，在三電極系統(tǒng)中經(jīng)過 5000 次充電/放電循環(huán)后容量保持率為 94%。此外，采用活性炭作為負(fù)極制造了不對稱超級電容器裝置BSO–GF–MX‖AC，其在功率密度750 W kg−1下提供了46 Wh kg−1的優(yōu)異能量密度，并保留了90.6%的初始電容。這項研究為制造三元復(fù)合材料電極提供了一種有前途的策略，為組裝高性能且具有成本效益的儲能設(shè)備提供了途徑。
圖1. (a) BSO、BSO-GF、BSO-MX 和 BSO-GF-MX 的 X 射線衍射圖（相鄰圖像：BSO、BSO-GF 和 BSO-MX 的放大光譜）； (b) BiSbO4 樣品的晶體結(jié)構(gòu)。
圖2. SEM 圖像：(a,b) BSO； （c，d）BSO-GF； （e，f）BSO-MX 和（g，h）BSO-GF-MX。
圖3. BSO/GF/MX 納米復(fù)合材料的 XPS 測量光譜 (a)； Bi 4f (b) 的解卷積光譜； Sb 3d (c) 的解卷積光譜； Ti 2p (d) 的解卷積光譜； C 1s (e) 的解卷積光譜和 O 1s (f) 的解卷積光譜。
圖4. CV 圖：(a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 電極和 (e) log (i) Vs log (v) 的線性擬合圖； (b) 電極 BSO-GF-MX 之間和之間的圖。
圖5. GCD 圖：(a) BSO，(b) BSO–GF，(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX。
圖6. 以交流電為負(fù)極制造的 ASC 裝置中的 (a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 電極的 CV 圖； (e) 三電極系統(tǒng)中活性炭和 BSO 基電極的 CV 曲線比較，(f) log (i) Vs log (v) 的線性擬合圖； (g) 和 之間的圖， (h) 擴(kuò)散控制和電容控制百分比與電極 BSO-GF-MX 峰值電流的關(guān)系。c) 添加 5hmC-DNA 的復(fù)雜樣品的測量信號。d) 復(fù)雜樣品中添加的 5hmC-DNA 回收率的熱圖。
圖 7. 以 AC 作為負(fù)極制造的 ASC 器件中的 (a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 電極的 GCD 圖。
圖 8. (a) ASC 器件在 20,000 次循環(huán)期間的穩(wěn)定性圖； (b) 循環(huán)前的 EIS 譜和 (c) 循環(huán)后的 EIS 譜。
相關(guān)科研成果由嶺南大學(xué)Jinho Kim等人- 2024年發(fā)表在Journal of Power Sources（https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.234379）上。原文：Elevating energy storage performance of bismuth antimonate coupled with MXene and graphitic nanofibers in advanced supercapacitors.
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
