结构稳定的Mg-Co-Ni LDH通过球磨和离子交换在减少的石墨烯上生长,用于高度稳定的不对称超级电容器
Yushuai Yao1, Yi Yu1, Liu Wan1
1Hubei Key Lab for Processing and Application of Catalytic Materials, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China.
Journal of colloid and interface science
|June 25, 2023
概括
我们开发了一种可扩展的方法,通过在减少的石墨烯上生长金属氧化物来创建用于储能的先进电极. 这提高了超级电容器的导电性和性能,显示了实际应用的巨大潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 金属氧化物 (MHs) 的导电性差,限制了它们在储能中的使用.
- 在导电碳基板上MHs的现场生长可以提高性能.
- 水友性MH和疏水性碳材料存在兼容性挑战.
研究的目的:
- 开发一种可扩展和高效的战略,用于合成金属氧化物/碳复合材料.
- 为了提高金属氧化物的电化学性能,用于储能应用.
- 为了克服金属氧化物和碳基板之间的不兼容性问题.
主要方法:
- 用球磨粉在石墨烯氧化物 (GO) 上分散酸.
- 用热处理形成MGO/减少的石墨烯 (rG) 复合物.
- 在rG上的Mg-Co-Ni层状双氧化物 (LDH) 在现场生长的离子交换反应.
主要成果:
- 实现了Mg-Co-Ni LDH/rG-x,具有纳米板形态和高表面积 (59-115 m2/g).
- 对于超级电容器电极,在1.0 A/g时,已证明其最大电容量为1204 F/g.
- 在一个不对称的超级电容器装置中,在800W/kg时达到44.3Wh/kg的大能量密度.
- 在20,000个循环后,表现出极好的循环稳定性,90.5%的容量保留.
结论:
- 开发的球磨和离子交换策略是可扩展和有效的合成金属氧化物/碳复合材料.
- 这种Mg-Co-Ni LDH/rG-x复合物显示出高性能超级电容器的巨大潜力.
- 这种多功能方法可以应用于各种用于催化,吸附和储能的材料.
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