Constructing Highly Conductive Porous/Honeycomb Networks on Core–Shell Nanoarrays for Flexible Asymmetric Supercapacitors with Superior Performance

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作者
Ling Liu,Songlin Zuo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (29) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202527211
摘要

Abstract Metal nanoelectrode materials often struggle to combine ultrahigh capacitance, rate capability, and cycling stability in flexible supercapacitors. This work addresses this by constructing a continuous, highly conductive porous/honeycomb carbon network on carbon cloth‐supported core–shell nanoarrays using graphite‐like crystalline nanomaterials (GCNs). The positive electrode is an amorphous NiCo x S y @NiCo 2 S 4 nanorod array (NCS‐7), while the negative electrode features a microcrystalline Fe 2 O 3 @Fe 2 O 3 open dendritic nanoarray (Fe 2 O 3 ‐800). The porous/honeycomb network derived from two‐layer GCNs coating combines high conductivity, mesoporous structure, and strong interfacial coupling. The resulting 2GCNs@NCS‐7 and 2GCNs@Fe 2 O 3 ‐800 electrodes exhibit ultrahigh specific capacitance of 3168 and 1026 F g −1 , retain over 90% capacitance at 20 A g −1 , and maintain >92% capacity after 20 000 cycles at 10 A g −1 . DFT calculations confirm that GCNs induce a metallic transition in the electronic structure and strengthen interfacial bonding, facilitating electron transport and OH − adsorption. The assembled 2GCNs@NCS‐7//2GCNs@Fe 2 O 3 ‐800 flexible asymmetric supercapacitor achieves high energy densities of 112.2 Wh kg −1 (852.5 W kg −1 ) and 95.1 Wh kg −1 (15 700 W kg −1 ), with a high capacitance retention of 91.66% after 20 000 cycles. This study provides a novel strategy for rationally constructing high‐quality metallic nanoelectrodes for advanced flexible energy storage.
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