中空笼状多孔结构镍钴层状氢氧化物的制备及其电化学性能

• 作者: 杨文 丁倩瑶 翟冬梅 薄开雯 冯艳艳 文婕 何方
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: ZIF-67 镍钴双金属氢氧化物 多孔结构 中空笼状
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 293-302
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211100

摘要

超级电容器以功率密度高、寿命长、环境友好等优点在各种能量存储设备中受到广泛关注.所以,提高电极材料的储能性能对超级电容器的开发与应用具有重要的意义.具有特定纳米结构的功能材料作为超级电容器电极材料时具有优异的电化学性能,原因在于其能提供丰富的电化学活性位点、高的比表面积和增加电解质与材料的接触面积.因此,本文以ZIF-67纳米晶为模板,利用硝酸盐刻蚀的方法制备中空笼状镍钴层状氢氧化物(NiCo-LDH),并研究其作为超级电容器电极材料的储能性能.借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、低温氮气吸附/脱附和电化学测试等手段分析所得NiCo-LDH的结构、形貌和电化学性能.结果表明:NiCo-LDH由纳米片组装形成中空笼状结构,拥有丰富的介孔和大孔孔道以及较高的比表面积,从而有助于增加电活性位点,促使电解液与电极材料的充分接触,进而显著提高材料的储能性能.当刻蚀用镍、钴盐质量比为1∶1时,样品Ni1Co1-LDH的比电容可达801 F·g-1(电流密度为0.5 A·g-1),且在大电流密度下(10 A·g-1)仍能保持582 F·g-1的比电容;在电流密度15 A·g-1的条件下经过2000次循环后,其比电容值保持为初始值的100.2％,表现出优异的储能性能和潜在的应用价值.