Spectroscopic Monitoring of the Electrode Process of MnO2@rGO Nanospheres and Its Application in High-Performance Flexible Micro-Supercapacitors

假电容器 材料科学 超级电容器 插层(化学) 尖晶石 拉曼光谱 化学工程 电极 电化学 电容 纳米技术 无机化学 物理化学 光学 物理 工程类 化学 冶金
作者
Jinghao Zhao,Zhipeng Ma,Chunting Qiao,Yuqian Fan,Xiujuan Qin,Guangjie Shao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (30): 34686-34696 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acsami.2c06850
摘要

Structural instability is a major obstacle to realizing the high performance of a MnO2-based pseudocapacitor material. Understanding its structure transformation in the process of electrochemical reaction, therefore, plays an important role in the efficient enhancement of rate capacity and stability. Herein, a stable MnO2@rGO core-shell nanosphere is first synthesized by a liquid-liquid interface deposition further combined with the electrostatic self-assembly method. The structural transformation process of the MnO2@rGO electrode is monitored by ex situ Raman and X-ray diffraction spectroscopy during the charging-discharging process. It is found in the first discharging process that layered-MnO2 transforms into the spinel-Mn3O4 phase with K+ ion intercalation. From the second charging, the spinel-Mn3O4 phase is gradually adjusted to a more stable λ-MnO2 with a three-dimensional tunnel structure, finally realizing the reversible intercalation/deintercalation of K+ ions in the λ-MnO2 tunnel structure during subsequent cycling, which can be attributed to the presence of oxygen vacancies formed by the lengthening of the Mn-O bond and losing oxygen in the MnO6 octahedral unit with K+ ion intercalation/deintercalation. Meanwhile, the MnO2@rGO electrode demonstrates a high specific capacitance of 378 F g-1 at 1 A g-1 and excellent cycling stability with a capacitance retention of up to 89.5% after 10 000 cycles at 10 A g-1. Furthermore, the assembled symmetric micro-supercapacitor delivers a high areal energy density of 1.01 μWh cm-2, superior cycling stability with no significant capacity decay after 8700 cycles, and a capacity retention rate of almost 100% after 2000 bending cycles, showing great mechanical flexibility and practicability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一棵草发布了新的文献求助10
刚刚
xmsswph完成签到,获得积分20
1秒前
四个和尚发布了新的文献求助200
1秒前
2秒前
poison发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
思源应助善良的忆翠采纳,获得10
3秒前
怡然的一凤完成签到 ,获得积分10
4秒前
英姑应助PXB采纳,获得10
4秒前
慕青应助sweat采纳,获得10
4秒前
RR发布了新的文献求助10
5秒前
尊敬的胜发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
hanatae发布了新的文献求助10
8秒前
zzzz完成签到,获得积分10
8秒前
lai发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
13秒前
sweat完成签到,获得积分20
13秒前
15秒前
16秒前
123发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
sweat发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
打打应助wuyoung采纳,获得10
19秒前
PXB发布了新的文献求助10
20秒前
sdx发布了新的文献求助10
20秒前
吴彦祖完成签到,获得积分10
23秒前
三三发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
lai完成签到,获得积分10
28秒前
聚砂成塔完成签到,获得积分10
28秒前
高高的远山完成签到,获得积分10
29秒前
科目三应助Membranes采纳,获得10
30秒前
阿斯披粼完成签到,获得积分10
33秒前
斯文败类应助三三采纳,获得10
35秒前
35秒前
zhaxiao发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107) 1000
LNG地上式貯槽指針 (JGA指 ; 108) 1000
Preparation and Characterization of Five Amino-Modified Hyper-Crosslinked Polymers and Performance Evaluation for Aged Transformer Oil Reclamation 700
LNG as a marine fuel—Safety and Operational Guidelines - Bunkering 560
How Stories Change Us A Developmental Science of Stories from Fiction and Real Life 500
九经直音韵母研究 500
Full waveform acoustic data processing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2933492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2587715
关于积分的说明 6973624
捐赠科研通 2233890
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1186334
版权声明 589766
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 580809