Facile preparation of Zr@carbon electrodes based on polyimide/UiO-66 composites for supercapacitors

聚酰亚胺 超级电容器 电容 碳化 材料科学 复合材料 电极 原位聚合 聚合 复合数 电化学 聚合物 化学 图层(电子) 物理化学 扫描电子显微镜
作者
Yongqi Wang,Yunhua Lu,Zhizhi Hu,Sun Jia,Guoyong Xiao,Hongbin Zhao,Jianmin Zhu,Zhaobin Liu
出处
期刊:Electrochemistry Communications [Elsevier]
卷期号:148: 107449-107449 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.elecom.2023.107449
摘要

Herein, we propose an effective strategy for preparing [email protected] composite electrodes. First, the UiO-66 crystals are synthesized and introduced into polyimide (PI) by in-situ polymerization and thermal imidization to fabricate composite films. After carbonization, the [email protected] composites are obtained, and the influences of UiO-66 content and carbonization temperature on the structures and electrochemical behaviors are investigated. After optimization, the specific capacitance of the PI/5%UiO-66–800 reaches a maximum of 345F/g at 0.5 A/g, superior to corresponding PI matrix and UiO-66 crystals. As the current density gradually increases to 10 A/g, the specific capacitance drops to 252F/g with a retention of 73 %. Additionally, the PI/5%UiO-66–800 composites are assembled into symmetric supercapacitors, which show a favorable specific capacitance of 271.2 F/g and an outstanding cycling stability about 99 % after 10,000 charge–discharge cycles. Furthermore, the supercapacitor device has delivered a high specific energy of 37.67 Wh kg−1 with a specific power of 500 W kg−1. Moreover, only one coin cell can successfully power a LED, suggesting its promising potential as an alternative electrode material for high-performance supercapacitor applications. Thus, this study demonstrates a simple way to boost capacitive performances of [email protected] composite electrodes for power sources.
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