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Annealing-Assisted Dip-Coating Synthesis of Ultrafine Fe3O4 Nanoparticles/Graphene on Carbon Cloth for Flexible Quasi-Solid-State Symmetric Supercapacitors
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-08-25 , DOI: 10.1021/acsaem.0c01745 Siyu Su 1 , Liuqin Lai 1 , Rong Li 1 , Yueming Lin 1 , Huimin Dai 1 , Xiaohong Zhu 1
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-08-25 , DOI: 10.1021/acsaem.0c01745 Siyu Su 1 , Liuqin Lai 1 , Rong Li 1 , Yueming Lin 1 , Huimin Dai 1 , Xiaohong Zhu 1
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With the rapid development of science and technology, traditional supercapacitors have become increasingly difficult to support applications in various scenarios; therefore, the development of flexible solid-state supercapacitors is critical to meet future needs. In this work, we propose an efficient and controllable annealing-assisted dip-coating method to prepare ultrafine Fe3O4 nanoparticles/graphene on carbon cloth and use it directly as a supercapacitor electrode without any subsequent operations and extra additives. When tested in three-electrode systems, this electrode exhibits excellent electrochemical performance, such as considerable specific capacitance (406 F g–1 at 1 A g–1), high rate capability (retention of 56.9% when the current density is increased 20-fold from 1 to 20 A g–1), and prolonged cycle life (retention of 94.0% after 3200 consecutive cycles). Moreover, the assembled flexible quasi-solid-state symmetric supercapacitor has excellent flexibility (no obvious degradation in performance after being folded at 45, 90, 135, and 180°), high energy density of 19.2 W h kg–1 at 800.2 W kg–1, great power density of 8614.7 W kg–1 at 10.7 W h kg–1, and prominent cyclic stability (no decay after 4000 cycles at 1 A g–1). These results demonstrate the feasibility and superiority of this synthesis method, as well as its potential for practical applications.
中文翻译：
柔性准固态对称超级电容器在碳布上退火辅助浸涂合成超细Fe 3 O 4纳米颗粒/石墨烯
随着科学技术的飞速发展，传统的超级电容器越来越难以支持各种场景的应用。因此，开发柔性固态超级电容器对于满足未来需求至关重要。在这项工作中，我们提出一种有效且可控的退火辅助浸涂方法，以在碳布上制备超细的Fe 3 O 4纳米颗粒/石墨烯，并将其直接用作超级电容器电极，而无需任何后续操作和额外的添加剂。当在三电极系统中进行测试，该电极表现出优异的电化学性能，如相当大的比电容（406 F G -1 1 A G -1），高倍率能力（当电流密度从1增加到20 A g –1时增加20倍时，保留率为56.9％），并延长了循环寿命（在连续3200次循环后，保留率为94.0％）。此外，组装好的柔性准固态对称超级电容器具有出色的柔性（在45、90、135和180°折叠后性能不会明显下降），在800.2 W kg下的能量密度为19.2 W h kg –1 –1，在10.7 W h kg -1时具有8614.7 W kg -1的高功率密度，并且具有显着的循环稳定性（在1 A g –1的条件下经过4000次循环后没有衰减）。这些结果证明了这种合成方法的可行性和优越性，以及其在实际应用中的潜力。
更新日期：2020-09-28
中文翻译：
柔性准固态对称超级电容器在碳布上退火辅助浸涂合成超细Fe 3 O 4纳米颗粒/石墨烯
随着科学技术的飞速发展，传统的超级电容器越来越难以支持各种场景的应用。因此，开发柔性固态超级电容器对于满足未来需求至关重要。在这项工作中，我们提出一种有效且可控的退火辅助浸涂方法，以在碳布上制备超细的Fe 3 O 4纳米颗粒/石墨烯，并将其直接用作超级电容器电极，而无需任何后续操作和额外的添加剂。当在三电极系统中进行测试，该电极表现出优异的电化学性能，如相当大的比电容（406 F G -1 1 A G -1），高倍率能力（当电流密度从1增加到20 A g –1时增加20倍时，保留率为56.9％），并延长了循环寿命（在连续3200次循环后，保留率为94.0％）。此外，组装好的柔性准固态对称超级电容器具有出色的柔性（在45、90、135和180°折叠后性能不会明显下降），在800.2 W kg下的能量密度为19.2 W h kg –1 –1，在10.7 W h kg -1时具有8614.7 W kg -1的高功率密度，并且具有显着的循环稳定性（在1 A g –1的条件下经过4000次循环后没有衰减）。这些结果证明了这种合成方法的可行性和优越性，以及其在实际应用中的潜力。
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