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Self-supported ni6mno8 3D mesoporous nanosheet arrays with ultrahigh lithium storage properties and conversion mechanism by in-situ XAFS

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Nano Research 2017年第1期10卷 263-275页

作者： Dongdong Zhao Peng Yu Lei Wang Fanfei Sun Li Zhao Chungui Tian Wei Zhou Honggang Fu Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry Ministry of Education of the People's Republic of China Heilongjiang University Harbin 150080 China Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201204 China

Murdochite-type ni6mno8 three-dimensional mesoporous nanosheet arrays grown on carbon cloth （NMO-SA/CC） are synthesized using an in-situ growth strategy. As self-supported binder-free anodes for LIBs, the NMO-SA/CC hierarchical nanostructures exhibit ultrahigh capacity, excellent cycling stability, and good rate capability. The excellent lithium storage performance can be ascribed to the perfect electrical contact between NMO-SA and CC. The mesopores in the thin nanosheet can maximize the electrode contact with the electrolyte by decreasing the Li＋ diffusion path. Moreover, these effects relieve the pulverization and agglomeration that originate from the large volume variations during the Li＋ intercalation/deintercalation cycles. The in-situ X-ray absorption fine structure （XAFS） spectrum recorded during the initial lithiation/delithiation processes reveals the conversion reaction process.

关键词： ni6mno8 self-supported in-situ X-ray absorptionfine structure lithium-ion battery

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Asymmetric supercapacitors based on high capacitance ni6mno8 and graphene

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Chinese Chemical Letters 2019年第6期30卷 1329-1334页

作者： Mingyang Zeng Li Zhang Dandan Wu Jun Ma Cao Zhang Shujuan Li Department of Physics School of Science Lanzhou University of Technology Lanzhou 730050 China Institute for Mathematics Free University of Berlin Berlin D-14195 Germany

Supercapacitors with high energy density and high power density have attracted numerous attentions. Here, we successfully synthesized ni6mno8 material by a fast, facile, and cost-effective method, which the area specific capacitance was found to be as high as 1113 mF/cm^2 at a current density of 1 mA/cm^2. Further, the asymmetric supercapacitor was assembled by using ni6mno8 as the positive electrode and graphene as the negative electrode with an operation potential from 0 to 1.4 V. It exhibited an area specific capacitance of 69.1m F/cm^2 at 0.5 mA/cm^2 and stable cycling performance which presented about 80% capacitance retention after 5000 cycles at 5 mA/cm^2. The energy density of graphene//ni6mno8 supercapacitors was calculated to be 18.81 mWh/cm^2 at a power density of 350.1 mW/cm^2 and still remained 5.8 mWh/cm^2 at a power density of 6990.7 mW/cm^2, meaning that the asymmetric supercapacitor combine excellent power density and energy density.

关键词： ni6mno8 Electrode Asymmetric supercapacitors Power density Energy density

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复合过渡金属氧化物多层空心球的制备及其电容性能研究

复合过渡金属氧化物多层空心球的制备及其电容性能研究

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作者：刘晓雨合肥工业大学

学位级别：硕士

复合过渡金属氧化物由于具有良好的氧化还原活性以及巨大的自然丰富度而引发了人们的极大兴趣,通过设计独特的空心结构,可以获得优异的电化学性能。本文通过模板法,制备了nimno多层空心球和镍钴锰氧化物多层空心球,并研究了产物的形貌... 详细信息

复合过渡金属氧化物由于具有良好的氧化还原活性以及巨大的自然丰富度而引发了人们的极大兴趣,通过设计独特的空心结构,可以获得优异的电化学性能。本文通过模板法,制备了nimno多层空心球和镍钴锰氧化物多层空心球,并研究了产物的形貌、结构和电化学性能。主要内容如下:1、通过碳球分步吸附和一步吸附相应的金属离子,经过空气气氛下煅烧之后,成功制备了具有纳米片外壳的三层nimno空心球(nimno-NS)以及具有纳米粒子外壳的三层nimno空心球(nimno-NP)。结果表明,制备的nimno-NS空心微米球具有较大的比表面积(145.011 m g),且作为超级电容器电极材料展现出更加优异的电容性能。在电流密度为1 A g时,比容量高达1380 F g;当电流密度达到100 A g时,仍可获得68%的容量保留率,倍率性能较为优越;在10 A g电流密度下循环5000次,容量保持率高达98%,循环稳定性很好。此外,组装的nimno-NS//AC不对称超级电容器在功率密度为750W kg时,能量密度高达31.8 Wh kg;在10 A g电流密度下循环充放电10000次,容量损失仅为7%。其优异的性能归功于二元金属的协同作用和独特的空心结构。2、以碳球为模板,直接吸附ni、Co和Mn三元过渡金属离子,然后在空气气氛下以不同的升温速率煅烧前驱体,成功制备了两层和四层的镍钴锰氧化物纳米空心球。结果表明,制备的四层镍钴锰氧化物纳米空心球具有更加优异的电容性能,在电流密度为1 A g时,比容量为952 F g;当电流密度达到40 A g时,比容量仍达到696 F g,容量保持率为73%。在10 A g电流密度下循环3200次,容量保持率为89%,具有良好的倍率性能和循环性能。这是因为多层空心结构具有较大的比表面和孔体积,能够增加电极材料与电解质的接触面积,为法拉第反应提供大量的活性位点,且缩短了电解质离子从外部到内部的扩散传输路径,加快了反应动力学,有利于电极材料电容性能的提升。

关键词： ni6mno8 镍钴锰氧化物多层空心结构超级电容器

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