主要观点总结
本文报道了一种新型的碳纳米管内部纳米限域的MnO@Mn2O3异质结复合纤维的制备及其应用研究。通过湿法纺丝和快速焦耳加热技术,实现了高比电容、长循环稳定性和高能量密度的超级电容器纤维的制备。该纤维在可穿戴能源存储领域具有广阔的应用前景。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
随着可穿戴设备和物联网的快速发展,对轻便、灵活、可持续的电源需求日益增长。纤维超级电容器因其优异的柔韧性、编织性、高功率密度和快速充放电速率而成为理想的候选者。
关键观点2: 研究亮点
1. 开发了一种层次结构化的复合纤维,由纳米限域在碳纳米管(CNT)内部的MnO@Mn2O3异质结组成。2. 通过限制生长策略、湿法纺丝方法和快速焦耳加热过程相结合的方法制备而成。3. 通过Mn-O-C化学键的建立,实现了纳米限域MnO@Mn2O3异质结与CNT内部表面之间的强界面相互作用。4. 该复合纤维展现出优异的循环寿命和比电容保持率,以及高能量密度。
关键观点3: 技术细节
使用了焦耳高温加热技术,特别是闪蒸焦耳热和快速焦耳热技术。通过大电流产生的电阻热,在极短时间内实现材料的快速升温。这种技术应用于材料制备和性能研究,为超级电容器纤维的制备提供了全新的视角。
关键观点4: 应用前景
该研究成果为可穿戴智能电子领域的应用提供了广阔前景,特别是在老年人、儿童、运动员和孕妇等多样化用户群体的健康监测设备中。
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▲ 通讯作者:王新厚、张坤、余爱萍 通讯单位:东华大学、滑铁卢大学 DOI:10.1002/adfm.202418734 (点击文末「阅读原文」,直达链接) 随着可穿戴设备和物联网的快速发展,人们对轻便、灵活、可持续的电源需求日益增长。纤维超级电容器(FSSCs)因其优异的柔韧性、编织性、高功率密度和快速充放电速率而成为理想的候选者。然而,基于碳的FSSCs的电容量性能受到物理吸附/解吸储能过程的限制,这限制了其在更广泛领域的应用。为了克服这一限制,研究人员尝试将具有高理论比电容的赝电容材料与碳基纤维结合。其中,锰氧化物(MnOx)因其理论比电容高、价态多样、成本低廉和对环境友好而备受关注。然而,MnOx在充放电循环过程中会发生体积变形,从而影响混合碳基FSSCs的循环稳定性。此外,MnOx本身具有高电阻,会阻碍复合材料纤维内部的电子
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