南华大学学报(自然科学版)2024,Vol.38Issue(1) :72-79,96.DOI:10.19431/j.cnki.1673-0062.2024.01.010

原位合成NiCo-MOF/MXene材料的电容性能研究

In-situ Synthesis of NiCo-MOF/MXene Material and its Capacity Properties Research

蒋子超 彭海宁 陈奇志 马凯悦 刘慧君
南华大学学报(自然科学版)2024,Vol.38Issue(1) :72-79,96.DOI:10.19431/j.cnki.1673-0062.2024.01.010

原位合成NiCo-MOF/MXene材料的电容性能研究

In-situ Synthesis of NiCo-MOF/MXene Material and its Capacity Properties Research

蒋子超 1彭海宁 1陈奇志 1马凯悦 1刘慧君1
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作者信息

  • 1. 南华大学 化学化工学院,湖南 衡阳 421001
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摘要

在不使用任何黏合剂的情况下,将镍钴双金属有机框架材料(NiCo-metal or-ganic framework,NiCo-MOF)和MXene材料附着在泡沫镍(nickel foam,NF)表面,合成了高性能电极材料,这两种材料结合生长出的层状结构有利于离子的快速传导,减少了活性材料的无效堆砌,同时表现出理想的电化学性能.当投入原料的镍钴物质的量之比为1 ∶ 2 时,制得的电极材料在5 mA/cm2 的电流密度下表现出4.96 C/cm2 的优良比电容.得到的电极与活性炭(activated carbon,AC)负极组装成不对称超级电容器后,在 10.09 W/cm2 的功率密度下,得到的超级电容器的能量密度可达到1 530 mWh/cm2,并且当功率密度升高到 102.29 W/cm2 时,能量密度仍可以保持在770 mWh/cm2.在15 mA/cm2 的电流密度下,经过5 000 次充放电循环后,不对称超级电容器的电容保持率为98.52%.

Abstract

By attaching NiCo bimetallic Metal-organic frameworks(NiCo-MOF)and MXene onto the surface of the Nickel foam(NF),high-quality electrode has been synthesized without using any adhesive.The combination of these two materials grows a layer structure,which can fasten the ion exchange and reduce invalid stacking of the active ma-terial,and at the same time exhibits ideal electrochemical performance.When the mole ratio at Ni ∶ Co=1 ∶ 2,the obtained SCs shows best performance with 4.96 C/cm2 at the current density of 5 mA/cm2.After assembled with active carbon anode,the energy density of the obtained asymmetric supercapacitor can reach to 1 530 mWh/cm2 under the power density of 10.09 W/cm2 and kept 770 mWh/cm2 when the power density reached to 102.29 W/cm2,also with 98.52%capacitance retention after 5 000 cycles under the cur-rent density of 15 mA/cm2.

关键词

超级电容器/镍钴有机框架材料/MXene/原位合成

Key words

supercapacitor/NiCo-MOF/MXene/in-situ synthesis

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基金项目

国家自然科学基金项目(11375084)

衡阳市科技创新项目(202250045319)

出版年

2024
南华大学学报(自然科学版)
南华大学

南华大学学报(自然科学版)

影响因子:0.286
ISSN:1673-0062
参考文献量15
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