CoO/Co-Cu-S分层管状异质结构的构建及其全固态混合超级电容器组装学术资讯

来源：X一MOL资讯

随着能源应用需求的不断增加，用户对移动和便携式的下一代先进储能设备提出了更多的要求。除了能量密度之外，功率密度、循环寿命、充电速度、可靠性，安全，环保，低成本等也成为重要的考虑因素。电化学超级电容器作为未来最理想的储能装置之一，引起了能源领域的广泛关注。用于超级电容器电极材料的分层中空结构可以扩大表面积、加速离子和电子的传输，并适应循环期间的体积膨胀。此外，异质结构的构建将增强内部电场以调节电子结构。

浙江师范大学胡勇教授和新加坡南洋理工大学楼雄文教授团队通过有效的多步法制备由纳米针组成的CoO / Co-Cu-S分层管状异质结构（HTHS）。首先电纺聚丙烯腈 (PAN)-Co(Ac)2/Cu(NO3)2 复合NF用作自模板，然后通过金属离子和2,5-二羟基对苯二甲酸（H4DOBDC）之间的配位形成PAN@MOF-74 核壳NF。随后，移除PAN核以产生HTHS时，MOF-74通过空气中退火转变成Co/Cu混合氧化物（表示为Co-Cu-O）。进一步通过在N2气氛中与S粉末退火，对Co-Cu-O HTHS硫化，得到CoO / Co-Cu-S分层管状异质结构。

所制备的产品在2.0 A g-1下表现出320 mAh g-1（2300 F g-1）的高比容量和出色的循环稳定性，在10 A g-1 5000次循环后容量保持率为96.2％。此外，由CoO / Co-Cu-S分层管状异质结构和活性炭构成的全固态混合超级电容器（HSC）在功率密度为800 W kg-1时显示出稳定且高的能量密度90.7 Wh kg-1。

该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是浙江师范大学的硕士研究生陆雯同学。以上工作得到了国家自然科学基金委和浙江省万人计划等的资助。

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