花状Cu2XSnS4(X=Mn/Co/Ni/Ba/Zn)硫族化合物溶剂热合成及电荷存储行为：高性能超级电容器的突破性设计

本文推荐：研究团队通过溶剂热法合成花状Cu2XSnS4(X=Mn/Co/Ni/Ba/Zn)四元硫族化合物，在对称双电极超级电容器中实现386.0 F/g的高比电容（1.0 A/g）和92%循环稳定性（10,000次）。Mn取代样品(CMnTS)凭借Mn3+/Mn4+氧化还原活性和0.0397 cm3/g孔隙体积展现最优性能，EPR分析揭示其顺磁性缺陷对电荷存储的调控作用，为高性能电极材料设计提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过系统比较花状Cu₂XSnS₄（X=Mn/Co/Ni/Ba/Zn）在对称双电极体系中的表现，揭示了金属取代对超级电容器性能的调控机制。

Results and discussion

研究深入探讨了铜基硫族化合物花状结构的表面形貌、晶体特性及电化学行为。数据表明，Mn取代的CMnTS电极凭借独特的孔隙结构（0.0397 cm³/g）和Mn³⁺/Mn⁴⁺氧化还原活性，展现出最高的比电容（386.0 F/g）。与之对比，Zn取代样品则呈现扩散控制行为，而EPR检测到的顺磁性缺陷（如V_Cu空位）直接关联材料电荷传输效率。

Conclusion

在统一测试条件下，Mn取代的CMnTS电极以53.6 Wh/kg的能量密度领先，其性能优势源于优化的孔道结构和氧化还原动力学。该研究为通过金属取代策略精准调控硫族化合物电荷存储行为提供了实验依据。