Enhancing the performance and stability of NiCo<sub>2</sub>O<sub>4</sub> nanoneedle coated on Ni foam electrodes with Ni seed layer for supercapacitor applications
저자
Park, Jiyoung ; Ko, Tae Hoon ; Balasubramaniam, Saravanakumar ; Seo, Min-Kang ; Khil, Myung-Seob ; Kim, Hak-Yong ; Kim, Byoung-Suhk
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학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
13099-13111(13쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>We introduce a facile way to improve the performance of NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> electrode by including a Ni seed layer. The seed layer deposited on Ni foam electrode (NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB>/Ni@NF) shows the superior specific capacity of 1142 C g<SUP>−1</SUP> at 1 A g<SUP>−1</SUP> with the excellent cycle stability of ∼96% even after 5000 cycles at a higher current density of 5 A g<SUP>−1</SUP>. These values are about 3.7 times higher than that of the electrode (NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB>@NF) without a seed layer, which shows the specific capacity of 305 C g<SUP>−1</SUP>@1 A g<SUP>−1</SUP> with cycle stability of 84% even at a lower current density of 1 A g<SUP>−1</SUP>. The enhanced performance of the NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB>/Ni@NF electrode may be attributed to lower interface resistance, fast redox reversible reaction, and improved surface active sites. Further, the asymmetric solid-state supercapacitor device is fabricated by using the NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB>/Ni@NF electrode as a positive and reduced graphene oxide (rGO)-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> nanograin as a negative electrode with PVA-KOH gel electrolyte, and the NiCo<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB>/Ni20@NF//rGO-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>@NF asymmetric solid state device delivers an areal capacitance of 446 mF cm<SUP>−2</SUP> with a low capacitance loss of 18% even after 10000 cycles. Further, the fabricated asymmetric solid state device shows a maximum energy density of 124.3 Wh cm<SUP>−2</SUP> (at 3.58 kW cm<SUP>−2</SUP>) and power density of 14.88 kW cm<SUP>−2</SUP> (at 31.41 Wh cm<SUP>−2</SUP>).</P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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