TiO2/Co3O4核壳纤维电极的简易可持续制备及其在非对称超级电容器中增强电化学性能的研究

《Materials Research Bulletin》：Facile and Sustainable Fabrication of TiO 2/Co 3O 4 Core-Shell Fiber Electrodes for Enhanced Electrochemical Performance in Asymmetric Supercapacitors

本文报道了一种采用双孔针头电纺丝技术结合低温煅烧（480°C）制备TiO2/Co3O4核壳纤维电极的创新方法。该 coaxial 结构形成p-n结（n型TiO2核，p型Co3O4壳），产生内建电场加速电荷转移，使材料在比表面积（81.2 m2/g）、界面电阻（RCT=2.40 Ω）和比电容（1459 F/g）等关键指标上显著优于单组分材料。组装的非对称超级电容器（ASC）在1 M KOH中实现196 F/g的比电容、27.2 Wh/kg的能量密度和93%的万次循环稳定性，为高性能电化学储能器件（EESD）提供了实用化路径。

　　

Highlight

这项研究通过环境友好的电纺丝技术成功制备了TiO₂/Co₃O₄核壳纤维电极，显著提升了非对称超级电容器（ASC）的电化学性能。X射线衍射（XRD）分析确认了纤维的晶体结构，清晰展示了TiO₂和Co₃O₄的独特物相特征。通过场发射扫描电镜（FE-SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）对表面形貌进行严格表征，验证了均匀的纤维形态和组成完整性。

Conclusions

本研究成功展示了通过环保电纺丝技术合成TiO₂/Co₃O₄核壳纤维电极的方法，显著增强了非对称超级电容器（ASC）的电化学性能。合成纤维的晶体结构通过XRD分析得到确认，突出了TiO₂和Co₃O₄的独特相特征。通过FE-SEM和EDS对表面形貌进行深入研究，验证了均匀的纤维形态和组成完整性。