多孔镍钴层状双金属氢氧化物阵列的制备及其电容性能  

Preparation of Porous Nickel-Cobalt Layered Double Hydroxide Arrays and Its Capacitance Performance

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作  者:董世豪 刘岩 李春[3] 李镇江[2] 范晓彦[1] DONG Shihao;LIU Yan;LI Chun;LI Zhenjiang;FAN Xiaoyan(College of Mathematics and Physics,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266061,China;College of Materials Science and Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266061,China;Department of Physics,Ocean University of China,Qingdao 266069,China)

机构地区:[1]青岛科技大学数理学院,山东青岛266061 [2]青岛科技大学材料科学与工程学院,山东青岛266061 [3]中国海洋大学物理与光电工程学院,山东青岛266069

出  处:《青岛科技大学学报(自然科学版)》2024年第4期67-74,84,共9页Journal of Qingdao University of Science and Technology:Natural Science Edition

基  金:山东省自然科学基金项目(ZR2020ME042).

摘  要:通过一步水热的方法在泡沫镍(NF)基底上生长了镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDHs)阵列。研究了Ni和Co的物质的量比对其晶相结构、形貌和电容性能的影响。在n(Ni)∶n(Co)=2∶2时获得高电容量和高循环稳定性的Ni_(2)Co_(2)-LDH有序致密的多孔纳米针阵列。在电流密度1 A·g^(-1)时,比电容高达2381 F·g^(-1);在电流密度10 A·g^(-1)时,电容率保持率为57.1%;4500次充放电循环后电容率保持高达60%。最后,以Ni_(2)Co_(2)-LDH@NF为正极,以活性炭为负极构建了非对称电容器。在电流密度为1 A·g^(-1)时,该非对称电容器的比容量为211.4 F·g^(-1)。在电流密度5 A·g^(-1)时,5000次充放电循环后电容保持率高达90%。在11.6 kW·kg^(-1)的功率密度下拥有73.1 Wh·kg^(-1)的能量密度。In this paper,nickel-cobalt layered double hydroxides(NiCo-LDHs)were synthesized on nickel foam(NF)by one-step hydrothermal method.The effects the molar ratio Ni and CO on the crystal structure,morphology and capacitive properties were studied.When n(Ni)∶n(Co)=2∶2,ordered and dense porous Ni_(2)Co_(2)-LDHs nanoneedle arrays with high capacitance and high cycle stability were obtained.The specific capacitance is 2381 F·g^(-1) at 1 A·g^(-1),the capacitance retention rate is 57.1%at 10 A·g^(-1) and 60%after 4500 charge discharge cycles,respectively.Finally,an asymmetric supercapacitor was constructed with Ni_(2)Co_(2)-LDH@NF as the positive electrode material and commercial activated carbon as the negative electrode material. The specific capacitance is 211.4 F·g^(-1) at 1 A·g^(-1), the capacitance retention rate is 90% after 5 000 charge-discharge cycles at 5 A·g^(-1). It has an energy density of 73.1 kW·kg^(-1) at a power density of 11.6 kW·kg^(-1).

关 键 词:层状双金属氢氧化物 阵列 超级电容器 

分 类 号:O646[理学—物理化学]

 

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