山大研究人员在碳布上生长出花状镍基复合电极：山大研究人员在碳布上生长出花状镍基复合电极
山大研究人员在碳布上生长出花状镍基复合电极：山大研究人员在碳布上生长出花状镍基复合电极图4。(a) NiS2/CC//AC/CC FASC的示意图。(b) NiS2/CC 和 AC/CC 电极在三电极系统中10mV/s 的CV曲线。(c) CV曲线、(d) GCD曲线和 (e) NiS 2 /CC//AC/CC FASC 的比电容。(f) 不同FSCs的 Ragone图。(g) 以不同角度扭曲和弯曲后的 FASC 的照片。(h) NiS 2 /CC//AC/CC FASC在50 mV/s下不同弯曲角度下的CV曲线。(i) FASC 在正常状态和扭曲状态下3A/g的循环性能。图3。(a) 10 mV/s 时的 CV 曲线，(b) 0.8 A/g 时的 GCD 曲线和 (c) Ni(OH) 2 /CC、NiS2/CC、NiO/CC和Ni 2 P/CC的奈奎斯特图电极；(d) CV曲线、(e) GCD曲线和(f) NiS2/CC电极的比电容和容量。方案1。Ni(OH) 2/CC、
成果简介
尽管成本低且理论比电容高，但镍基化合物在柔性超级电容器（FSC）中的应用仍然存在导电性差、氧化还原活性位点有限以及离子和电荷转移缓慢等问题。镍基复合电极的合理结构控制至关重要，但也极具挑战性。本文，山东大学Wei Chen等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Carbon cloth supported flower-like porous Nickel-based electrodes boosting ion/charge transfer characteristics of flexible supercapacitors”的论文，研究提出通用合成方法在碳布（CC）上生长出一系列花状镍基复合电极，包括Ni(OH) 2 /CC、NiS2/CC、NiO/CC和Ni2P/CC混合电极。
对这种花状结构的形成机理进行了深入研究。得益于柔性碳布的纤维结构和 NiS 2的花状多孔结构，NiS2 /CC混合电极更容易接触电解质离子，这有利于它们的电化学动力学和电容性能。NiS2 /CC电极的最大比电容在 0.4A/g时为1166.3 F/g。此外，柔性不对称超级电容器（FASC）分别使用NiS2/CC和活性炭/CC（AC/CC）作为正极和负极进行组装。这种 FASC在 561.3W/kg 的功率密度下表现出 34.1 Wh/kg 的能量密度、长寿命稳定性（8 000 次循环后保持 96%）和出色的机械稳定性。这些优异的电化学特性使花状多孔 NiS 2 /CC 杂化物成为 FSC 中下一代柔性和高性能电极的良好候选者。
图文导读
方案1。Ni(OH) 2/CC、NiS 2 /CC、NiO/CC和Ni 2 P/CC的合成过程。
图1。(a b) Ni(OH) 2 (e f) NiS 2 (i-k) Ni(OH) 2 /CC 和 (m-o) NiS 2 /CC的SEM照片；(c d) Ni(OH) 2和(g h) NiS 2的TEM照片；(q) NiS 2 /CC 的 EDS 映射；从CC、(l) Ni(OH) 2和(p r) NiS 2刮下的产物的TEM图像。
图2。(a) Ni(OH)2、(b) NiS2、(c) NiO和(d) Ni 2 P的XRD图谱；(e) Ni(OH) 2、(f) NiS2、(g) NiO和(h) Ni2P的氮吸附-脱附等温线和孔径分布
图3。(a) 10 mV/s 时的 CV 曲线，(b) 0.8 A/g 时的 GCD 曲线和 (c) Ni(OH) 2 /CC、NiS2/CC、NiO/CC和Ni 2 P/CC的奈奎斯特图电极；(d) CV曲线、(e) GCD曲线和(f) NiS2/CC电极的比电容和容量。
图4。(a) NiS2/CC//AC/CC FASC的示意图。(b) NiS2/CC 和 AC/CC 电极在三电极系统中10mV/s 的CV曲线。(c) CV曲线、(d) GCD曲线和 (e) NiS 2 /CC//AC/CC FASC 的比电容。(f) 不同FSCs的 Ragone图。(g) 以不同角度扭曲和弯曲后的 FASC 的照片。(h) NiS 2 /CC//AC/CC FASC在50 mV/s下不同弯曲角度下的CV曲线。(i) FASC 在正常状态和扭曲状态下3A/g的循环性能。
小结
综上所述，本工作采用通用方法合成了一系列花状Ni(OH)2 /CC、NiS2/CC、NiO/CC和Ni2P/CC杂化物。这项工作可能为FSCs镍基化合物的结构调控提供了新见解，而花状多孔NiS 2 /CC混合电极显示出可穿戴电子设备的巨大潜力。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.07.032
