高稳定性α相NiCo双氢氧化物微球通过微波合成制备超级电容器电极材料

发布时间：2019年3月12日

这篇由四川大学等的研究学者完成，讨论高稳定性α相NiCo双氢氧化物微球通过微波合成制备超级电容器电极材料的论文，发表在一区重要期刊《Chemical Engineering Journal》，影响因子：6.735。

近年来，微波化学仪器用于材料合成的研究工作已经成为科学研究的热门方向，受到广大学者的极大关注！

高性能电极材料的快速、低成本制备对超级电容器的应用具有重要意义。在本研究中，采用一种快速、廉价、节能的微波途径，在常压下不使用任何模板或表面活性剂，成功地合成了三维类花状NiCo双氢氧化物(Nico DH)微球。得到的NiO DH微球具有CNO的a相结构，离子插层(7.3)由厚度小于10 nm的超薄纳米片组成。

电化学测试表明，NiCo DH电极的比容量为1120 Fg，1Ag为1，1为996 Fg，10Ag为1，保留率为88.9%。此外，在2000次循环后，电容在10 A g 1时达到其初始值的122.5％，并且在30 A g 1之后仍然保持93.8％。 与报告中的α-相氢氧化物相比，显示出极好的稳定性。其良好的稳定性可归因于Ni和Co元素之间的协同效应、CNO与OH之间的离子交换现象、NiCo DH层间离子在循环试验中的存在、以及与之相关的三维上层建筑。

此外，不对称超级电容器，以NiCo DH为正极，煤为活性炭为负极，具有42.5Wh kg1的优异能量密度。因此，NICO DH的合成工艺和优异的综合性能使其成为一种很有前途的储能电极材料。

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总之，我们成功地通过一种简单、快速和低成本的微波辅助途径成功地制备了三维花状的Nico DH微球上层建筑。由超薄纳米片组成的微球在微波加热下遵循定向附着生长过程。合成的a相Nico DH具有较高的比容量 (1120 Fg1 at 1Ag1)，良好的速率性能(10Ag1)保持率88.9%，10Ag1保留率88.9%，稳定性显著(10Ag1时122.5%，2000年后1次，30Ag1时保持93.8%，1000次后1次)。与单一Ni(OH)2或Co(OH)2相比，Ni与Co的协同作用显著提高了NiCo DH的稳定性。NiCo DH的相干上部结构离子交换现象加剧了KOH中的特定电容。此外，AS-制造的ASC提供高能量密度和良好的稳定性。

以NiCl 26H2O(1.5 mmol)、CoCl 26H2O(1.5 mmol)和尿素(60 Mmol)为沉淀剂，以去离子水(60 ML)溶解于100 mL三次烧瓶中，搅拌20 min形成透明前驱液。将所得溶液置于北京祥鹄公司XH-MC-1微波炉中，在100℃，微波功率为300 W(室温下约2 min)时，在不同时间(8~120 min)微波辐射下加热。反应结束后，用去离子水将混合物陈化1h，得到沉淀。所得产品在60℃真空干燥24h，制得NiO DH粉末。