网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

中北大学《JMAT》:以钴酸铜为电极的超级电容器的前世今生!

0
分享至

A review on the synthesis of CuCo2O4-based electrode materials and their applications in supercapacitors

导 读

中北大学陈慧玉教授团队在Journal of Materiomics第7卷第1期发表了题目为“A review on the synthesis of CuCo2O4-based electrode materials and their applications in supercapacitors”的综述论文。

论文综合分析了CuCo2O4的晶体结构以及在超级电容器应用中的优势和目前存在的问题。全文主要包括:1. 总结形成 CuCo2O4 基电极材料的多种手段;2. 比较和总结了不同 CuCo2O4基电极材料的容量和生命周期;3. 提出并讨论了提高 CuCo2O4基电极材料电容性能的可行方案等几个方面。最后总结并综述了用于超级电容器的 CuCo2O4及其复合材料的最新进展,提出超级电容器在应用中的研究进展和未来发展趋势。

DOI:10.1016/j.jmat.2020.07.013

Highlights

·Recent advances of CuCo2O4 and its composites for supercapacitors are reviewed.

·Formation of CuCo2O4-based electrode materials by various methods are summarized.

·Capacity and life cycles of different CuCo2O4-based electrode materials are compared and summarized.

·The possible ways to enhance the capacitive performance of CuCo2O4-based electrode materials are discussed.

·Directions for future research on CuCo2O4-based electrode materials are proposed.

Graphical abstract

Sun J, Xu C, Chen H. A review on the synthesis of CuCo2O4-based electrode materials and their applications in supercapacitors[J]. J. Materiomics, 7(2021), pp. 98-126.

内 容 梗 概

电池型CuCo2O4电极材料因其理论比容量高、元素铜储量丰富、成本低等优点,近年来在超级电容器的应用中引起了广泛的研究兴趣。但是在实际应用中,CuCo2O4仍存在一些问题如电导率差、比容量不够理想、循环耐久性较差等缺点。全文综述了钴酸铜(CuCo2O4)电极材料的制备方法、以及在超级电容器应用中的研究进展和未来发展趋势。首先,从电池型CuCo2O4电极材料有望提升超级电容器比容量和能量密度的角度出发,综合分析了CuCo2O4的晶体结构以及在超级电容器应用中的优势和目前存在的问题;详细阐述了CuCo2O4电极材料的制备方法及电化学性能;对单一CuCo2O4电极材料(包括粉体和无粘结剂CuCo2O4)在超级电容器中的电化学性能表现进行详尽地总结与分析;之后,探讨了基于CuCo2O4复合电极材料在超级电容器中的电化学性能及最新进展;最后对CuCo2O4电极材料应用于超级电容器的未来发展方向进行总结和展望。

Fig.10. FE-SEM images of the CuCo2O4 with different morphologies, (a) nanosheets, (b) cubes, (c) compact granular, and (d) agglomerated structures. CuCo2O4 nanograss on copper foam: (e) schematic illustration of the fabrication processes, (f) and (g) low and high-magnification SEM images, (h) specific capacitance as a function of current density, and (i) cycling performance at 2 A g-1 and 8 A g-1 with the SEM image taken after 5000 cycles at 2 A g-1 (inset).

Fig.12.CuCo2O4/rGO composite: (a) schematic illustration for the preparation and (b) FESEM image. (c) Schematic illustration for the formation process of graphene-wrapped CuCo2O4 hollow spheres, FESEM images of (d) CuCo2O4 hollow spheres and (e) graphene-wrapped CuCo2O4 hollow spheres. (f) Rate capability and (g) long-term cycling performance of CuCo2O4 hollow spheres and graphene-wrapped CuCo2O4 hollow spheres, respectively.

Fig.16.(a) Schematic illustration for the synthetic route of heterostructural CuCo2O4/PPy. (b) SEM image of CuCo2O4/CuO@NiCo2S4 composites. (c) SEM image of the CNT-CuCo2O4@Ag sample, (d) specific capacity (mAh g-1) at different current density, and (e) cycling stability of the CuCo2O4, CNT-CuCo2O4, and CNT-CuCo2O4@Ag electrodes. Digital images of (f) the positive and negative electrodes used for fabrication of ASC device, (g) assembled ASC device, and (h) the two ASC devices in series glowing LEDs.

展 望

该综述详尽地总结了CuCo2O4电极材料的制备方法及在超级电容器应用方面的研究进展。尽管一些已报道的CuCo2O4及其复合电极材料在超级电容器上表现出较好的性能,但以下几方面仍可进一步研究和改进:

(1)一些基本概念不能混淆,CuCo2O4电极材料属于电池类材料而不是赝电容材料,其容量的表述应该是比容量(C g-1或mAh g-1)而不是比电容(F g-1)。

(2)特殊中空结构的设计:可以通过MOF辅助或自模板方法,制备孔径尺寸和形貌可控的独特中空结构CuCo2O4电极材料,有望提高其电化学性能。

(3)可通过金属离子的掺杂产生氧空位来提高CuCo2O4的电导率,进而提升其电化学性能;或将CuCo2O4与其他高导电性材料如金属粒子、碳材料等复合来提高材料整体的导电性。

(4)负极材料的研究,通过制备和设计具有更高比电容和更宽电位窗口的负极(如rGO/Fe2O3、V2O5、Bi2O3等)以取代活性炭,可进一步提高超级电容器的能量密度。

(5)电解液的研究,有机电解液或离子液体电解液的使用可以增加电压窗口并进一步提高能量密度。此外,氧化还原电解质的使用(如KI、KBr、Na2MoO4、K3Fe(CN)6等)是改善超级电容器电化学性能的另一种可能策略。

(6)通过在活性材料和集流体之间引入缓冲层,以加强它们之间的接触,可以在一定程度上提高电极材料的导电性和循环稳定性。

作者介绍

Jiale Sunis currently a master candidate under the supervision of Prof. Huiyu Chen and Prof. Chunju Xu at the School of Materials Science and Engineering in North University of China. He received his bachelor’s degree from Zhengzhou University of Light Industry (China) in 2018. His current research interests are the controlled synthesis of porous transition metal oxides and their applications in supercapacitors.

Chunju Xuis an associate professor at the School of Materials Science and Engineering in North University of China. She received her PhD degree in Advanced Materials Science and Engineering from Sungkyunkwan University, South Korea (2012). Her current research interest focuses on the transition metal oxides based electrode materials and their applications in energy storage.

Huiyu Chenis currently an associate professor at the School of Materials Science and Engineering in North University of China. He received his PhD degree in Advanced Materials Science and Engineering from Sungkyunkwan University, South Korea (2011). He mainly works on inorganic nanomaterials, functional composites, and energy materials.

本文来自Journal of Materiomics(JMAT)。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
热刺 2-5 惨案!图多尔下课倒计时,79岁老帅要出山救火

热刺 2-5 惨案!图多尔下课倒计时,79岁老帅要出山救火

奶盖熊本熊
2026-03-11 06:22:22
新官上任三把火,铁腕推动人事,政协领导突然反目!

新官上任三把火,铁腕推动人事,政协领导突然反目!

雾岛夜话
2025-05-16 20:35:00
为什么房价一停,各行各业都没钱?很多人没想明白根在哪

为什么房价一停,各行各业都没钱?很多人没想明白根在哪

石辰搞笑日常
2026-03-10 14:18:50
61岁男子,坚持饿肚子不吃晚饭,6个月之后,血糖和体重情况如何

61岁男子,坚持饿肚子不吃晚饭,6个月之后,血糖和体重情况如何

蜉蝣说
2026-02-03 15:04:01
否认将清算女足队员!伊朗官方表态:她们只是被蛊惑 欢迎回家战斗

否认将清算女足队员!伊朗官方表态:她们只是被蛊惑 欢迎回家战斗

风过乡
2026-03-11 07:55:31
提醒:肺癌早期不是咳嗽,而是身上出现这5大异常,不要忽视

提醒:肺癌早期不是咳嗽,而是身上出现这5大异常,不要忽视

袁医生课堂
2026-03-08 09:33:05
天啊!看到陈红1996年新婚的闺房照,才懂陈凯歌为啥说一见钟情

天啊!看到陈红1996年新婚的闺房照,才懂陈凯歌为啥说一见钟情

好贤观史记
2026-03-02 16:47:20
大姨要我借30万给表弟买车,我笑着问:他月薪三千六,您来还吗?

大姨要我借30万给表弟买车,我笑着问:他月薪三千六,您来还吗?

晓艾故事汇
2026-03-03 15:21:16
美大使馆发生爆炸

美大使馆发生爆炸

陆弃
2026-03-10 08:20:03
焊死在历史上!欧冠10大最难破的神迹:C罗梅西垄断

焊死在历史上!欧冠10大最难破的神迹:C罗梅西垄断

格斗社
2026-03-11 08:00:03
WTT重庆站:张本智和单局10-4领先被逆转,总比分3-2晋级

WTT重庆站:张本智和单局10-4领先被逆转,总比分3-2晋级

烧体坛
2026-03-10 16:33:55
泡沫碎了!英超三队欧冠集体不胜:身价第一的假象,今夜被彻底戳穿

泡沫碎了!英超三队欧冠集体不胜:身价第一的假象,今夜被彻底戳穿

侧身凌空斩
2026-03-11 07:35:52
特朗普发表“收场”表态想结束冲突,伊朗会否同意?

特朗普发表“收场”表态想结束冲突,伊朗会否同意?

新民晚报
2026-03-10 13:38:26
心宽路远,从容向暖

心宽路远,从容向暖

青苹果sht
2026-03-11 06:28:03
1980年,江苏南京,一工人花3元钱买了一个乾隆年间的耳盖炉

1980年,江苏南京,一工人花3元钱买了一个乾隆年间的耳盖炉

兴趣知识
2026-03-10 18:22:54
一天吃透【算电协同】!5 大产业链深度受益(附核心龙头)

一天吃透【算电协同】!5 大产业链深度受益(附核心龙头)

飞跑的鹿
2026-03-10 20:44:14
陈羽凡现状:低调生活,50岁胖到认不出,17岁儿子1米8长得像妈

陈羽凡现状:低调生活,50岁胖到认不出,17岁儿子1米8长得像妈

三公子娱乐丫
2025-05-17 17:59:45
儿科医生不光会看病更得会断案!网友:嘴巴跟不上脑子的速度

儿科医生不光会看病更得会断案!网友:嘴巴跟不上脑子的速度

夜深爱杂谈
2026-03-09 21:19:47
沪市有色金属龙头企业去年盈利创新高

沪市有色金属龙头企业去年盈利创新高

中国经济网
2026-03-11 08:33:06
“港独”影帝黄秋生:从千万豪宅到台湾诈骗,如今塑料袋打包家当

“港独”影帝黄秋生:从千万豪宅到台湾诈骗,如今塑料袋打包家当

呀古铜
2026-02-26 10:30:33
2026-03-11 11:15:00
材料科学与工程 incentive-icons
材料科学与工程
材料类综合、全面、专业的平台
7738文章数 17151关注度
往期回顾 全部

科技要闻

腾讯急了急了,微信绝密AI智能体首度曝光

头条要闻

学者:"委内瑞拉模式"在伊朗已失败 特朗普想匆忙抽身

头条要闻

学者:"委内瑞拉模式"在伊朗已失败 特朗普想匆忙抽身

体育要闻

执教过李铁的英国老头,77岁又出山了

娱乐要闻

杨幂连续五年为刘诗诗庆生,刘诗诗回应

财经要闻

油价大转头?一天,从末日到曙光!

汽车要闻

丰田向左,本田向右

态度原创

手机
时尚
游戏
数码
公开课

手机要闻

小米17系列同比增长,vivo X300系列、OPPO Find X9系列在降

看来看去这些才是适合普通人的穿搭!不花哨、不繁琐,提气质

《战地6》要凉了!在线仅3.5万不及《三角洲》零头

数码要闻

2K 540Hz/720P 1000Hz:AOC“AGP277QK”显示器将于21日上市

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版