NiMn Layered Double Hydroxide Nanosheets In-situ Anchored on Ti3C2 MXene via Chemical Bonds for Superior Supercapacitors

材料科学 氢氧化物 超级电容器 电化学 纳米复合材料 化学工程 电容 复合数 成核 电极 纳米技术 复合材料 化学 有机化学 工程类 物理化学
作者
Dongdong Zhang,Jin Cao,Xinyu Zhang,Numpon Insin,Riping Liu,Jiaqian Qin
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (6): 5949-5964 被引量:151
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c00863
摘要

The poor conductivity, unsatisfactory stability, and severe aggregation of nanosheets have been recognized as the main reasons that limit the electrochemical performance of layered double hydroxide (LDH) materials. The present work proposes a chemical structure that consists of in situ anchoring highly dispersed NiMn-LDH nanosheets on Ti3C2 MXene sheets via chemical bonds. Negatively charged MXene sheets will provide abundant heterogeneous nucleation sites for NiMn-LDH during the in situ crystallization process, and the surface functional groups can strengthen the chemical connection between the two materials, achieving higher charge transfer and ion diffusion rates between MXene and NiMn-LDH compared with mechanical mixtures of MXene and NiMn-LDH (MM NiMn-LDH/MXene). The size of the NiMn-LDH in the NiMn-LDH/MXene hybrid composite can be ∼10 nm smaller than that of pure NiMn-LDH nanosheets (∼50 nm), which is beneficial for active site exposure and ion conduction. The optimized hybrid nanocomposite NiMn-LDH/MXene 2:1 delivers a high specific capacitance of 1575 F g–1 at 0.5 A g–1 (689 F g–1 for pristine NiMn LDH, 192 F g–1 for pristine MXene, and 731 F g–1 for MM NiMn-LDH/MXene), a superior cycling stability of 90.3% after 10 000 cycles at 5.0 A g–1, and good rate capability of 80% capacitance retention at 20 A g–1. Furthermore, the assembled asymmetric supercapacitor (ASC) with activated carbon (AC) and NiMn-LDH/MXene 2:1 exhibits excellent specific capacitance (169.8 F g–1 at 0.5 A g–1) and outstanding cycling stability (91.8% after 10 000 cycles at 2 A g–1). A higher energy density of 126 Wh kg–1 at 0.74 kW kg–1 and higher power density of 3.3 kW kg–1 at 97 Wh kg–1 can be achieved with NiMn-LDH/MXene 2:1, which provides an effective approach to design next-generation SC electrode materials exhibiting excellent rate performance and cycling stability.
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
刚刚
呐殇发布了新的文献求助10
1秒前
最美夕阳红完成签到,获得积分10
3秒前
zyw完成签到 ,获得积分10
3秒前
握瑾怀瑜完成签到 ,获得积分0
3秒前
有机发布了新的文献求助10
5秒前
直率的青寒完成签到,获得积分10
7秒前
蚂蚁踢大象完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
15秒前
激昂的南烟完成签到 ,获得积分10
17秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
17秒前
我独舞完成签到 ,获得积分10
23秒前
梅列军完成签到 ,获得积分10
27秒前
onevip完成签到,获得积分10
27秒前
shierfang完成签到 ,获得积分10
45秒前
行云流水完成签到,获得积分10
45秒前
luffy完成签到 ,获得积分10
47秒前
阳光少女完成签到 ,获得积分10
52秒前
畅快的谷秋完成签到 ,获得积分10
54秒前
是我不得开心妍完成签到 ,获得积分10
1分钟前
名侦探柯基完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Akim应助waikeyan采纳,获得10
1分钟前
科研狗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
able完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gnr2000完成签到,获得积分10
1分钟前
云不暇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吃小孩的妖怪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
饱满的棒棒糖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
baobeikk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
特别圆的正方形完成签到 ,获得积分10
1分钟前
初心路完成签到 ,获得积分10
1分钟前
waikeyan发布了新的文献求助10
1分钟前
贰鸟应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
猪仔5号完成签到 ,获得积分10
1分钟前
耍酷思远完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
安安滴滴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
miao123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Evolution 10000
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 400
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2809835
关于积分的说明 7883795
捐赠科研通 2468539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630601
版权声明 601983