Facile synthesis of neuronal nickel–cobalt-manganese sulfide for asymmetric supercapacitors with excellent energy density

超级电容器 化学 硫化钴 电化学 电容 硫化镍 电极 化学工程 硫脲 硫化物 电池(电) 无机化学 有机化学 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 量子力学
作者
Xueliang Liu,Junli Wang,Nianxiang Hu,Jiang Liao,Naixuan Zong,Jinlong Wei,Min Li,Li Wang,Ruidong Xu,Linjing Yang
出处
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry [Elsevier]
卷期号:932: 117262-117262 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jelechem.2023.117262
摘要

A neuronal nickel–cobalt–manganese sulfide material with a large surface area and high porosity can be homogeneously grown along a nickel foam via a simple one-step hydrothermal procedure. An optimal molar ratio of Ni, Co, Mn, and thiourea of 3:1:1:5 was obtained by adjusting the molar ratio of thiourea. This binder-free composite material supported by a nickel foam can be directly used as a battery-type electrode for supercapacitors. Under the optimal hydrothermal conditions, the battery-type electrode exhibited excellent electrochemical properties with a favorable specific capacitance (2805.3F/g, 1 A/g) and good rate properties (87.7 %, 10 A/g) because of the synergistic effect of the multiple transition metals. Furthermore, the battery-type electrode exhibited a remarkable capacitance retention rate (82.9 %, 10 A/g) after 10,000 cycles of electric charging and discharging owing to the addition of Mn, which suggests excellent cycle stability. Furthermore, an asymmetric supercapacitor (ASC) device prepared using the battery-type electrode material and activated carbon electrode exhibited a considerable energy density (86.9 W h kg−1) at a high power density (799.1 W kg−1). After charging for 26 s to 3.2 V, two ASC devices in series could light two red-light-emitting diodes for at least 300 s. Thus, a simple and effective synthesis scheme can be designed to prepare high-performing supercapacitors.
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