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A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire

机译：铁丝上基于Fe3O4纳米片阵列的微米级线形超级电容器

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摘要

One-dimensional (1D, wire- and fiber-shaped) supercapacitors have recently attracted interest due to their roll-up, micrometer size and potential applications in portable or wearable electronics. Herein, a 1D wire-shaped electrode was developed based on Fe3O4 nanosheet arrays connected on the Fe wire, which was prepared via oxidation of Fe wire in 0.1 M KCl solution (pH 3) with O2-rich environment under 70 °C. The obtained Fe3O4 nanosheet arrays displayed a high specific capacitance (20.8 mF cm−1 at 10 mV s−1) and long cycling lifespan (91.7% retention after 2500 cycles). The excellent performance may attribute to the connected nanosheet structure with abundant open spaces and the intimate contact between the Fe3O4 and iron substrate. In addition, a wire-shaped asymmetric supercapacitor was fabricated and had excellent capacitive properties with a high energy density (9 µWh cm−2) at power density of 532.7 µW cm−2 and remarkable long-term cycling performance (99% capacitance retention after 2000 cycles). Considering low cost and earth-abundant electrode material, as well as outstanding electrochemical properties, the assembled supercapacitor will possess enormous potential for practical applications in portable electronic device. Electronic supplementary materialThe online version of this article (doi:10.1007/s40820-017-0147-3) contains supplementary material, which is available to authorized users.
机译：一维（一维，线形和纤维形）超级电容器由于其易卷起，千分尺尺寸以及在便携式或可穿戴电子设备中的潜在应用，最近引起了人们的兴趣。本文中，基于连接在Fe线上的Fe3O4纳米片阵列开发了一维线状电极，该电极是通过在70°C下在富含O2的环境下于0.1M KCl溶液（pH 3）中氧化Fe线而制备的。获得的Fe3O4纳米片阵列显示出高的比电容（在10 mV s -1 时为20.8 mF cm -1 ）和长的循环寿命（2500次循环后保留率为91.7％）。优异的性能可归因于具有丰富开放空间的连接纳米片结构以及Fe3O4与铁基质之间的紧密接触。此外，制造了一种线形非对称超级电容器，该电容器具有出色的电容特性，在功率密度为532.7 µW cm −2 -2 ）。 >以及出色的长期循环性能（2000次循环后99％的电容保持率）。考虑到低成本和富含地球的电极材料以及出色的电化学性能，组装好的超级电容器将在便携式电子设备的实际应用中具有巨大的潜力。电子补充材料本文的在线版本（doi：10.1007 / s40820-017-0147-3）包含补充材料，授权用户可以使用。

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