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多孔镍钴层状双金属氢氧化物阵列的制备及其电容性能

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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Ni2Co2-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2 381 F·g-1;在电流密度10 A·g-1 时,电容率保持率为57。1%;4 500次充放电循环后电容率保持高达60%。最后,以Ni2Co2-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,5 000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。
Preparation of Porous Nickel-Cobalt Layered Double Hydroxide Arrays and Its Capacitance Performance
In this paper,nickel-cobalt layered double hydroxides(NiCo-LDHs)were synthe-sized 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 Ni2Co2-LDHs nanoneedle arrays with high capacitance and high cycle stability were obtained.The specific capacitance is 2 381 F·g-1 at 1 A·g-1,the capacitance retention rate is 57.1%at 10 A·g-1 and 60%after 4 500 charge discharge cycles,respectively.Finally,an asymmetric supercapacitor was constructed with Ni2Co2-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.

nickel cobalt layered double hydroxidearrayssupercapacitors

董世豪、刘岩、李春、李镇江、范晓彦

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青岛科技大学 数理学院,山东 青岛 266061

中国海洋大学 物理与光电工程学院,山东 青岛 266069

青岛科技大学 材料科学与工程学院,山东 青岛 266061

层状双金属氢氧化物 阵列 超级电容器

山东省自然科学基金项目

ZR2020ME042

2024

青岛科技大学学报(自然科学版)
青岛科技大学

青岛科技大学学报(自然科学版)

CSTPCD
影响因子:0.297
ISSN:1672-6987
年,卷(期):2024.45(4)