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【24h】

One-step sulfuration synthesis of hierarchical NiCo2S4@NiCo2S4 nanotubeanosheet arrays on carbon cloth as advanced electrodes for high-performance flexible solid-state hybrid supercapacitors

机译：高性能柔性固态混合超级电容器在碳布上一步法硫化合成分层NiCo2S4 @ NiCo2S4纳米管/纳米片阵列

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To obtain high-performance hybrid supercapacitors (HSCs), a new class of battery-type electrode materials with hierarchical core/shell structure, high conductivity and rich porosity are needed. Herein, we propose a facile one-step sulfuration approach to achieve the fabrication of hierarchical NiCo _(2) S _(4) @NiCo _(2) S _(4) hybrid nanotubeanosheet arrays (NTSAs) on carbon cloth, by taking hydrothermally grown Ni–Co precursor@Ni–Co precursor nanowireanosheet arrays (NWSAs) as the starting templates. The optimized electrode of NiCo _(2) S _(4) @NiCo _(2) S _(4) hybrid NTSAs demonstrates an enhanced areal capacity of 245 μA h cm ~(?2) at 2 mA cm ~(?2) with outstanding rate capability (73% from 2 to 20 mA cm ~(?2) ) and cycling stability (86% at 10 mA cm ~(?2) over 3000 cycles). In addition, flexible solid-state HSC devices are assembled by using NiCo _(2) S _(4) @NiCo _(2) S _(4) hybrid NTSAs and activated carbon as the positive and negative electrodes, respectively, which manifest a maximum volumetric energy density of 1.03 mW h cm ~(?3) at a power density of 11.4 mW cm ~(?3) , with excellent cycling stability. Our work indicates the feasibility of designing and fabricating core/shell structured metal sulfides through such a facile one-step sulfuration process and the great potential of these materials as advanced electrodes for high-performance HSC devices.
机译：为了获得高性能的混合超级电容器（HSC），需要具有分级核/壳结构，高电导率和高孔隙率的新型电池型电极材料。本文中，我们提出了一种简便的一步硫化方法，以在碳布上实现分层NiCo _（2）S _（4）@NiCo _（2）S _（4）混合纳米管/纳米片阵列（NTSA）的制备，通过将水热生长的Ni-Co前驱体@ Ni-Co前驱体纳米线/纳米片阵列（NWSA）作为起始模板。 NiCo _（2）S _（4）@NiCo _（2）S _（4）混合NTSA的优化电极显示出在2 mA cm〜（？2 ）具有出色的倍率能力（2％至20 mA cm〜（？2）时为73％）和循环稳定性（在3000个循环中10 mA cm〜（？2）时为86％）。此外，通过分别使用NiCo _（2）S _（4）@NiCo _（2）S _（4）混合NTSA和活性炭作为正极和负极来组装柔性固态HSC器件在11.4 mW cm〜（？3）的功率密度下，最大体积能量密度为1.03 mW h cm〜（？3），具有出色的循环稳定性。我们的工作表明，通过这种简便的一步式硫化工艺设计和制造核/壳结构金属硫化物的可行性以及这些材料作为高性能HSC装置的高级电极的巨大潜力。

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