石墨烯基混合復(fù)合材料作為正極引起了混合超級電容器領(lǐng)域的極大興趣。然而，混合復(fù)合材料的電荷存儲能力在一定程度上受到其末端成員之間缺乏相互作用的影響。在此，通過采用Ni-Co層狀雙氫氧化物 (LDH) 和磺化石墨烯納米片 (SGN) 的異質(zhì)組裝策略，獲得了具有靜電相互作用的混合復(fù)合材料。根據(jù)帶負(fù)電荷的SGN取代帶正電荷的LDH主體板的層間硝酸根陰離子，可以增加混合復(fù)合材料表面上Ni3+的豐度，以加強(qiáng)混合復(fù)合 材料內(nèi)的靜電相互作用。正如預(yù)期的那樣，LDH與SGN的有效耦合確保了異構(gòu)組件的均勻結(jié)合。混合復(fù)合材料的獨(dú)特結(jié)構(gòu)加速了電化學(xué)反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移和離子擴(kuò)散過程，有利于提高電池型電極的電化學(xué)性能。進(jìn)一步評估表明，LDH/SGN混合復(fù)合材料在1 A/g時的比容量為 1177 C/g (2354 F/g)。此外，LDH/SGN//AC混合超級電容器在800 W/kg下實(shí)現(xiàn)了43 Wh/kg的能量密度，在10 000次循環(huán)后仍保持其初始比電容的94%。混合復(fù)合材料內(nèi)的靜電相互作用對電化學(xué)性能的促進(jìn)作用為超級電容器的開發(fā)提供了一條新途徑。
Figure 1. LDH/SGN異構(gòu)組裝策略示意圖。
Figure 2. 所制備樣品的結(jié)構(gòu)表征。
Figure 3. LDH/SGN 的形態(tài)特征。
Figure 4. 電極材料的電化學(xué)表征。
Figure 5. 電極材料的 GCD 測量。
Figure 6. LDH/SGN//AC混合超級電容器的電化學(xué)性能。
相關(guān)研究成果于2021年由燕山大學(xué)Lin Wang課題組，發(fā)表在Nanoscale Adv（DOI: 10.1039/d1na00001b）上。原文：Heterogeneous assembly of Ni–Co layered double hydroxide/sulfonated graphene nanosheet composites as battery-type materials for hybrid supercapacitors。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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