Snowflake-like core-shell α-MnO2@δ-MnO2 for high performance asymmetric supercapacitor

Yu Li, Zongying Xu, Dawei Wang, Jing Zhao, Huaihao Zhang*.

School of Chemistry and Chemical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou

摘要:本文采用简单的一步水热法及化学浴沉积法，将不同晶型的MnO₂进行复合构建成雪花状异质壳-核α-MnO₂@δ-MnO₂（3D-MnO₂）复合材料，改进了单相MnO₂作为赝电容电极材料时的不足。通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS及BET等表征手段对材料的元素组成、形貌及结构进行分析。结果表明，α-MnO₂、δ-MnO₂及3D-MnO₂分别为三维星状纳米线、木耳型片状及雪花状三维分层结构。电化学性能测试表明，3D-MnO₂的电容性能达到最佳，其中，当电流密度为0.3 A g^-1时，比电容（C_m）达到260.5 F g^-1，分别为单相α-MnO₂和δ-MnO₂的2.7倍和1.5倍，且倍率性能得到较大改善。3D-MnO₂在循环3000次后具有高的电容保持率（94.7%），表明分层异晶壳-核结构有利于提高单相MnO₂的比电容及循环稳定性。为了进一步探究3D-MnO₂作为电活性材料的实用性，以3D-MnO₂为阳极，活性碳（AC）为阴极组装成非对称超级电容器，当功率密度为0.3 kW kg^-1时，能量密度高达36.6 Wh kg^-1。

期刊：Electrochimica Acta, 2017, DOI: 10.1016/j.electacta.2017.08.146.

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.08.146