【原】​浙理工武观&吕汪洋等人Angew.：界面多金属氧化物和分级多孔核壳纤维——电化学超级电容器!

通讯作者：武观；吕汪洋；徐建鸿

通讯单位：浙江理工大学；清华大学

实现高能量密度和纤维基电化学超级电容器(FESCs)的实际应用非常重要，但仍具挑战性，因为构建加速电荷动力学扩散和法拉第存储的先进纤维的能力仍然是发展瓶颈。

浙江理工大学吕汪洋教授、武观教授和清华大学徐建鸿教授开发了先进的基于异质结构多金属氧化物/多孔石墨烯微核-壳纤维(PMO-PGF)，该材料展现出优异的FESCs性能。

图1. PMO-PGF的制备示意图。

相关工作以“Interfacial Polymetallic Oxides and Hierarchical Porous Core-Shell Fibres for High Energy-Density Electrochemical Supercapacitors”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

图2. PMO-PGF的结构分析与表征。

要点1. 研究人员展示了基于异质结构多金属氧化物/多孔石墨烯芯-鞘层纤维的高性能FESCs，具有较大法拉第活性的多金属氧化物(PMO)鞘层均匀加载在分级多孔石墨烯纤维(PGF)芯上(≈13.26 wt%)。多金属氧化物(CeO2、MnO和PrMnx(Co)1-xO3)通过一步微通道自组装和原位相分离过程向石墨烯纤维外表面移动，形成丰富的内部多孔通道和高的外部氧化还原活性。

要点2. PMO-PGF具有丰富的微/介孔途径、大的可达表面(432.67 m2 g-1)、良好的氧化还原活性和良好的界面电子导电性，在6 M KOH电解液中具有较高的面积电容(2959.78 mF cm-2)和可控的法拉第可控性。

要点3. 基于PMO-PGF的固态FESCs具有高能量密度(187.22 μWh cm-2)、大面积电容(862.72 mF cm-2)和长寿命周期(20000次循环后电容保持95.8%)、多种供电能力和实际的供电应用。

图3.6 M KOH电解质在三电极体系中的电化学性能。

图4.所制备的PMO-PGF的储能机理及相应的离子扩散/储存和氧化还原电荷转移。

图5. PMO-PGF FESC在固态EMIMBF4/PVDF-HFP凝胶电解质中的电化学性能。

链接:

https:///10.1002/anie.202203765