Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 24/2019

11.11.2019

Construction of porous hierarchical NiCo2S4 toward high rate performance supercapacitor

verfasst von: Fenglin Zhao, Wanxia Huang, Muhammad Aurang Zeb Gul Sial, Dong Xie, Hongliang Wu, Qi Zhang, Jizhao Zou, Xierong Zeng

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 24/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Developing high-performance supercapacitors is an effective way to satisfy the ever-increasing energy storage demand for emerging devices, but the inferior rate performance of battery-type supercapacitors limits their large-scale utilization. Herein, porous hierarchical nickel cobalt sulfide (NiCo2S4) was constructed by a novel strategy that the synthesized nickel cobalt oxide nanosheets as chemical template for hydrothermal method. Furthermore, the backbone of nickel cobalt oxide nanosheets can finally convert to NiCo2S4, which both plays the role of matrix to buffer the volume variation and enhances entire conductivity. Benefiting from high specific area (79.9 m2 g−1), suitable nanopores for KOH electrolyte, high conductivity, and multiple Co/Ni valence, the hierarchical NiCo2S4 electrode delivers a high specific capacity of 1035.1 F g−1 at the current density of 1 A g−1, and an ultrahigh rate performance of 80.9% capacitance retention at 20 A g−1 was obtained. The assembled asymmetric supercapacitor device could achieve the maximum capacity of 102.4 F g−1 at 5 mV s−1 and maintain at 80.5 F g−1 at 50 mV s−1, indicating its superior rate ability. In addition, the highest energy density of 35.4 Wh kg−1 can be obtained at a power density of 0.4 kW kg−1. These results indicate that the porous hierarchical NiCo2S4 could be served as high rate performance electrode materials for advanced supercapacitors.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat M.R. Lukatskaya, B. Dunn, Y. Gogotsi, Nat. Commun. 7, 12647 (2016) M.R. Lukatskaya, B. Dunn, Y. Gogotsi, Nat. Commun. 7, 12647 (2016)
2.
Zurück zum Zitat A. González, E. Goikolea, J.A. Barrena, R. Mysyk, Renew. Sustain. Energy Rev. 58, 1189–1206 (2016) A. González, E. Goikolea, J.A. Barrena, R. Mysyk, Renew. Sustain. Energy Rev. 58, 1189–1206 (2016)
3.
Zurück zum Zitat H. Chen, J. Jiang, Y. Zhao, L. Zhang, D. Guo, D. Xia, J. Mater. Chem. A 3, 428–437 (2015) H. Chen, J. Jiang, Y. Zhao, L. Zhang, D. Guo, D. Xia, J. Mater. Chem. A 3, 428–437 (2015)
4.
Zurück zum Zitat X. Wang, S. Chen, D. Li, S. Sun, Z. Peng, S. Komarneni, D. Yang, ACS Sustain. Chem. Eng. 6, 633–641 (2018) X. Wang, S. Chen, D. Li, S. Sun, Z. Peng, S. Komarneni, D. Yang, ACS Sustain. Chem. Eng. 6, 633–641 (2018)
5.
Zurück zum Zitat Z. Yin, Y. Bu, J. Ren, S. Chen, D. Zhao, Y. Zou, S. Shen, D. Yang, Chem. Eng. J. 345, 165–173 (2018) Z. Yin, Y. Bu, J. Ren, S. Chen, D. Zhao, Y. Zou, S. Shen, D. Yang, Chem. Eng. J. 345, 165–173 (2018)
6.
Zurück zum Zitat Y. Zhang, L. Li, H. Su, W. Huang, X. Dong, J. Mater. Chem. A 3, 43–59 (2015) Y. Zhang, L. Li, H. Su, W. Huang, X. Dong, J. Mater. Chem. A 3, 43–59 (2015)
7.
Zurück zum Zitat M. Yang, H. Cheng, Y. Gu, Z. Sun, J. Hu, L. Cao, F. Lv, M. Li, W. Wang, Z. Wang, S. Wu, H. Liu, Z. Lu, Nano Res. 8, 2744–2754 (2015) M. Yang, H. Cheng, Y. Gu, Z. Sun, J. Hu, L. Cao, F. Lv, M. Li, W. Wang, Z. Wang, S. Wu, H. Liu, Z. Lu, Nano Res. 8, 2744–2754 (2015)
8.
Zurück zum Zitat J. Balamurugan, T.T. Nguyen, V. Aravindan, N.H. Kim, J.H. Lee, Adv. Funct. Mater. 28, 1804663 (2018) J. Balamurugan, T.T. Nguyen, V. Aravindan, N.H. Kim, J.H. Lee, Adv. Funct. Mater. 28, 1804663 (2018)
9.
Zurück zum Zitat J. Wu, X. Shi, W. Song, H. Ren, C. Tan, S. Tang, X. Meng, Nano Energy 45, 439–447 (2018) J. Wu, X. Shi, W. Song, H. Ren, C. Tan, S. Tang, X. Meng, Nano Energy 45, 439–447 (2018)
10.
Zurück zum Zitat H. Chen, J. Jiang, L. Zhang, H. Wan, T. Qi, D. Xia, Nanoscale 5, 8879–8883 (2013) H. Chen, J. Jiang, L. Zhang, H. Wan, T. Qi, D. Xia, Nanoscale 5, 8879–8883 (2013)
11.
Zurück zum Zitat W. Liu, J. Zhang, Z. Bai, G. Jiang, M. Li, K. Feng, L. Yang, Y. Ding, T. Yu, Z. Chen, A. Yu, Adv. Funct. Mater. 28, 1706675 (2018) W. Liu, J. Zhang, Z. Bai, G. Jiang, M. Li, K. Feng, L. Yang, Y. Ding, T. Yu, Z. Chen, A. Yu, Adv. Funct. Mater. 28, 1706675 (2018)
12.
Zurück zum Zitat Z. Wu, X. Pu, X. Ji, Y. Zhu, M. Jing, Q. Chen, F. Jiao, Electrochim. Acta 174, 238–245 (2015) Z. Wu, X. Pu, X. Ji, Y. Zhu, M. Jing, Q. Chen, F. Jiao, Electrochim. Acta 174, 238–245 (2015)
13.
Zurück zum Zitat X. Yu, M. Wang, A. Gagnoud, Y. Fautrelle, Z. Ren, X. Li, Mater. Design 145, 135–143 (2018) X. Yu, M. Wang, A. Gagnoud, Y. Fautrelle, Z. Ren, X. Li, Mater. Design 145, 135–143 (2018)
14.
Zurück zum Zitat Y.P. Gao, K.J. Huang, Chem. Asian J. 12, 1969–1984 (2017) Y.P. Gao, K.J. Huang, Chem. Asian J. 12, 1969–1984 (2017)
15.
Zurück zum Zitat N. Wang, Y. Wang, S. Cui, H. Hou, L. Mi, W. Chen, ChemNanoMat 3, 269–276 (2017) N. Wang, Y. Wang, S. Cui, H. Hou, L. Mi, W. Chen, ChemNanoMat 3, 269–276 (2017)
16.
Zurück zum Zitat L. Mei, T. Yang, C. Xu, M. Zhang, L. Chen, Q. Li, T. Wang, Nano Energy 3, 36–45 (2014) L. Mei, T. Yang, C. Xu, M. Zhang, L. Chen, Q. Li, T. Wang, Nano Energy 3, 36–45 (2014)
17.
Zurück zum Zitat X.X. Li, X.T. Wang, K. Xiao, T. Ouyang, N. Li, Z.Q. Liu, J. Power Sources 402, 116–123 (2018) X.X. Li, X.T. Wang, K. Xiao, T. Ouyang, N. Li, Z.Q. Liu, J. Power Sources 402, 116–123 (2018)
18.
Zurück zum Zitat Y. Liu, Z. Wang, Y. Zhong, M. Tade, W. Zhou, Z. Shao, Adv. Funct. Mater. 27, 1701229 (2017) Y. Liu, Z. Wang, Y. Zhong, M. Tade, W. Zhou, Z. Shao, Adv. Funct. Mater. 27, 1701229 (2017)
19.
Zurück zum Zitat X. He, Q. Liu, J. Liu, R. Li, H. Zhang, R. Chen, J. Wang, Chem. Eng. J. 325, 134–143 (2017) X. He, Q. Liu, J. Liu, R. Li, H. Zhang, R. Chen, J. Wang, Chem. Eng. J. 325, 134–143 (2017)
20.
Zurück zum Zitat R. Li, S. Wang, Z. Huang, F. Lu, T. He, J. Power Sources 312, 156–164 (2016) R. Li, S. Wang, Z. Huang, F. Lu, T. He, J. Power Sources 312, 156–164 (2016)
21.
Zurück zum Zitat L. Shen, Q. Che, H. Li, X. Zhang, Adv. Funct. Mater. 24, 2630–2637 (2014) L. Shen, Q. Che, H. Li, X. Zhang, Adv. Funct. Mater. 24, 2630–2637 (2014)
22.
Zurück zum Zitat P. Wen, M. Fan, D. Yang, Y. Wang, H. Cheng, J. Wang, J. Power Sources 320, 28–36 (2016) P. Wen, M. Fan, D. Yang, Y. Wang, H. Cheng, J. Wang, J. Power Sources 320, 28–36 (2016)
23.
Zurück zum Zitat X. Yang, H. Niu, H. Jiang, Z. Sun, Q. Wang, F. Qu, ChemElectroChem 5, 1576–1585 (2018) X. Yang, H. Niu, H. Jiang, Z. Sun, Q. Wang, F. Qu, ChemElectroChem 5, 1576–1585 (2018)
24.
Zurück zum Zitat F. Zhao, W. Huang, D. Zhou, J. Alloys Compd. 755, 15–23 (2018) F. Zhao, W. Huang, D. Zhou, J. Alloys Compd. 755, 15–23 (2018)
25.
Zurück zum Zitat F. Yang, Z. Fang, K. Xu, J. Yang, J. Hu, Mater. Lett. 191, 101–104 (2017) F. Yang, Z. Fang, K. Xu, J. Yang, J. Hu, Mater. Lett. 191, 101–104 (2017)
26.
Zurück zum Zitat L. Cao, G. Tang, J. Mei, H. Liu, J. Power Sources 359, 262–269 (2017) L. Cao, G. Tang, J. Mei, H. Liu, J. Power Sources 359, 262–269 (2017)
27.
Zurück zum Zitat S. Raj, S.K. Srivastava, P. Kar, P. Roy, RSC Adv. 6, 95760–95767 (2016) S. Raj, S.K. Srivastava, P. Kar, P. Roy, RSC Adv. 6, 95760–95767 (2016)
28.
Zurück zum Zitat L. Hou, R. Bao, M. Rehan, L. Tong, G. Pang, X. Zhang, C. Yuan, Adv. Electron. Mater. 3, 1600322 (2017) L. Hou, R. Bao, M. Rehan, L. Tong, G. Pang, X. Zhang, C. Yuan, Adv. Electron. Mater. 3, 1600322 (2017)
29.
Zurück zum Zitat T. Wang, G. Zhang, S. Zhu, B. Guan, J. Zhang, S. Xing, Y. Zhang, Electrochim. Acta 211, 627–635 (2016) T. Wang, G. Zhang, S. Zhu, B. Guan, J. Zhang, S. Xing, Y. Zhang, Electrochim. Acta 211, 627–635 (2016)
30.
Zurück zum Zitat G. Sheng, J. Chen, Y. Li, H. Ye, Z. Hu, X.Z. Fu, R. Sun, W. Huang, C.P. Wong, ACS Appl. Mater. Interfaces 10, 22248–22256 (2018) G. Sheng, J. Chen, Y. Li, H. Ye, Z. Hu, X.Z. Fu, R. Sun, W. Huang, C.P. Wong, ACS Appl. Mater. Interfaces 10, 22248–22256 (2018)
31.
Zurück zum Zitat Y. Zhu, Z. Wu, M. Jing, X. Yang, W. Song, X. Ji, J. Power Sources 273, 584–590 (2015) Y. Zhu, Z. Wu, M. Jing, X. Yang, W. Song, X. Ji, J. Power Sources 273, 584–590 (2015)
32.
Zurück zum Zitat S.G. Mohamed, I. Hussain, J.J. Shim, Nanoscale 10, 6620–6628 (2018) S.G. Mohamed, I. Hussain, J.J. Shim, Nanoscale 10, 6620–6628 (2018)
33.
Zurück zum Zitat Q. Gao, X. Wang, Z. Shi, Z. Ye, W. Wang, N. Zhang, Z. Hong, M. Zhi, Chem. Eng. J. 331, 185–193 (2018) Q. Gao, X. Wang, Z. Shi, Z. Ye, W. Wang, N. Zhang, Z. Hong, M. Zhi, Chem. Eng. J. 331, 185–193 (2018)
34.
Zurück zum Zitat X. Li, Q. Li, Y. Wu, M. Rui, H. Zeng, Two-dimensional. ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 19316–19323 (2015) X. Li, Q. Li, Y. Wu, M. Rui, H. Zeng, Two-dimensional. ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 19316–19323 (2015)
35.
Zurück zum Zitat W. Li, J. Liu, D. Zhao, Nat. Rev. Mater. 1, 1–17 (2016) W. Li, J. Liu, D. Zhao, Nat. Rev. Mater. 1, 1–17 (2016)
36.
Zurück zum Zitat B.Y. Guan, L. Yu, X. Wang, S. Song, X.W. Lou, Adv. Mater. 29, 1605051 (2017) B.Y. Guan, L. Yu, X. Wang, S. Song, X.W. Lou, Adv. Mater. 29, 1605051 (2017)
37.
Zurück zum Zitat X. Ning, F. Li, Y. Zhou, Y.-E. Miao, C. Wei, T. Liu, Chem. Eng. J. 328, 599–608 (2017) X. Ning, F. Li, Y. Zhou, Y.-E. Miao, C. Wei, T. Liu, Chem. Eng. J. 328, 599–608 (2017)
38.
Zurück zum Zitat J. Shen, J. Wu, L. Pei, M.-T.F. Rodrigues, Z. Zhang, F. Zhang, X. Zhang, P.M. Ajayan, M. Ye, Adv. Energy Mater. 6, 1600341 (2016) J. Shen, J. Wu, L. Pei, M.-T.F. Rodrigues, Z. Zhang, F. Zhang, X. Zhang, P.M. Ajayan, M. Ye, Adv. Energy Mater. 6, 1600341 (2016)
39.
Zurück zum Zitat X. Xiong, G. Waller, D. Ding, D. Chen, B. Rainwater, B. Zhao, Z. Wang, M. Liu, Nano Energy 16, 71–80 (2015) X. Xiong, G. Waller, D. Ding, D. Chen, B. Rainwater, B. Zhao, Z. Wang, M. Liu, Nano Energy 16, 71–80 (2015)
40.
Zurück zum Zitat H. Liu, Y. Wang, Z. Li, Z. Yao, J. Lin, Y. Sun, Z. Li, J. Colloid Interface Sci. 528, 100–108 (2018) H. Liu, Y. Wang, Z. Li, Z. Yao, J. Lin, Y. Sun, Z. Li, J. Colloid Interface Sci. 528, 100–108 (2018)
41.
Zurück zum Zitat F. Wang, G. Li, J. Zheng, J. Ma, C. Yang, Q. Wang, J. Colloid Interface Sci. 516, 48–56 (2018) F. Wang, G. Li, J. Zheng, J. Ma, C. Yang, Q. Wang, J. Colloid Interface Sci. 516, 48–56 (2018)
42.
Zurück zum Zitat Y. Zheng, X. Wang, W. Zhao, X. Cao, J. Liu, Chem. Eng. J. 333, 603–612 (2018) Y. Zheng, X. Wang, W. Zhao, X. Cao, J. Liu, Chem. Eng. J. 333, 603–612 (2018)
43.
Zurück zum Zitat Q. Chen, J. Miao, L. Quan, D. Cai, H. Zhan, Nanoscale 10, 4051–4060 (2018) Q. Chen, J. Miao, L. Quan, D. Cai, H. Zhan, Nanoscale 10, 4051–4060 (2018)
Metadaten
Titel
Construction of porous hierarchical NiCo2S4 toward high rate performance supercapacitor
verfasst von
Fenglin Zhao
Wanxia Huang
Muhammad Aurang Zeb Gul Sial
Dong Xie
Hongliang Wu
Qi Zhang
Jizhao Zou
Xierong Zeng
Publikationsdatum
11.11.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 24/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-02496-2

Weitere Artikel der Ausgabe 24/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 24/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt