A Universal Strategy for Synthesis of Large‐Area and Ultrathin Metal Oxide/rGO Film Towards Scalable Fabrication of High‐Performance Wearable Microsupercapacitors

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作者
Houqing Pan,Qirui Xu,Yingchun Fan,Chun Mao,Gaocan Qi,Yongchang Ma,Chenguang Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (4): e2406426-e2406426 被引量:4
标识
DOI:10.1002/smll.202406426
摘要

High-performance wearable microsupercapacitor (MSC) as energy storage components is highly desirable for developing self-powering wearable electronics. However, synthesis of MSC electrode film concurrently possessing large area, ultrathin thickness, and high areal energy storage capability is still challenging. Herein, a universal strategy is reported to synthesize large-area and ultrathin metal oxide nanoparticles (MONPs)/reduced graphene oxide (rGO) hybrid-structured films by attaching self-assembled film of a wide range of MONPs onto self-assembled rGO film and subsequent carbonization. Combining a template-assisted patterning strategy and a floating film salvaging process, flexible symmetric and asymmetric MSCs based on MONPs@C/rGO films can be easily prepared in large areas. MONP agglomeration is avoided and its pseudocapacitive behavior is well utilized, thereby realizing a high areal specific capacitance of 9.32 mF cm-2 in Fe3O4@C/rGO-based symmetric MSC at a film thickness of only 275 nm, corresponding to a high volumetric specific capacitance of 338.9 F cm-3. Moreover, the MnO@C/rGO‖Fe3O4@C/rGO-based asymmetric MSC delivers a high volumetric energy density of 69.8 mWh cm-3. The MSCs also demonstrate their efficient power supply in wearable self-powering systems. This work provides a new route for scalable preparation of high-performance wearable MSCs, and also enables customizable fabrication and performance tuning of MSCs.
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