Phosphorous-doped bimetallic sulfides embedded in heteroatom-doped carbon nanoarrays for flexible all-solid-state supercapacitors

杂原子 材料科学 超级电容器 双金属片 电解质 兴奋剂 纳米技术 电极 电导率 化学工程 功率密度 碳纤维 密度泛函理论 金属 光电子学 电化学 复合材料 有机化学 冶金 物理化学 化学 功率(物理) 计算化学 工程类 物理 复合数 量子力学 戒指(化学)
作者
Shuo Li,Minghao Hua,Yuan Yang,Xiaowen Zheng,Wei Huang,Pengchao Si,Lijie Ci,Jun Lou
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Nature]
卷期号:64 (10): 2439-2453 被引量:26
标识
DOI:10.1007/s40843-020-1667-1
摘要

Flexible supercapacitors (SCs) have become a popular research topic due to their extra-long service life, foldability, and wearability. Nevertheless, their low energy density restricts their applications. Here, we synthesized phosphorus-doped bimetallic sulfides embedded in heteroatom-doped (N, S, and P) carbon shells (P-ZCS/HC) using a simple approach to create high-performance flexible electrodes. The three-dimensional architecture made by interlaced nanosheets was preserved, and raised nanoparticles appeared on the rough surface during the annealing operation, increasing the specific surface area and potential exposure to the electrolyte. It is noteworthy that the optimal P-ZCS/HC electrode possessed a remarkable capacity of 1080 C g−1 at 1 A g−1 along with superb cycling stability. These extraordinary properties were primarily caused by plentiful redox reactions, enhanced conductivity, and synergic effects of the P-doped metal sulfides and heteroatom-doped carbon shells. Density functional theory simulations confirmed the good function of the P-doped electrodes and their ability to boost conductivity, improve reactive dynamics, and promote OH− adsorption. Notably, the assembled all-solid-state hybrid SC exhibited a maximum energy density of 62.9 W h kg−1 and a power density of 16 kW kg−1, while being able to maintain 92.0% of its initial capacity after 10,000 cycles. This systematic report provides new insight into the design and synthesis of electrodes with complex components and outstanding structures for the flexible energy field.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
姜圆发布了新的文献求助10
1秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
1秒前
鄢廷芮完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI6.1应助7777777采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
spc68应助读书的时候采纳,获得10
6秒前
6秒前
小李新人完成签到 ,获得积分0
7秒前
xci完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
背后的元芹完成签到,获得积分10
8秒前
wang完成签到,获得积分0
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
Lyuhng+1完成签到 ,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
11秒前
11发布了新的文献求助10
12秒前
一木完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
CipherSage应助臭小子采纳,获得10
13秒前
充电宝应助背后的元芹采纳,获得10
13秒前
14秒前
科目三应助xci采纳,获得10
15秒前
充电宝应助陶宇采纳,获得10
15秒前
15秒前
个性的傲安完成签到,获得积分10
15秒前
Jianfeng发布了新的文献求助10
15秒前
benlaron发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
SKY完成签到,获得积分10
18秒前
ppppp完成签到 ,获得积分10
19秒前
Daisy完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
JamesPei应助阿棒采纳,获得10
21秒前
21秒前
跳跃的绿蝶完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5734851
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5356584
关于积分的说明 15327858
捐赠科研通 4879364
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2621846
邀请新用户注册赠送积分活动 1571071
关于科研通互助平台的介绍 1527841