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      立方體咪唑骨架衍生鎳鈷氫氧化物的微波制備及其電化學(xué)性能

      2022-11-07 02:49:54武蒙蒙趙佳輝
      燃料化學(xué)學(xué)報(bào) 2022年9期
      關(guān)鍵詞:氫氧化物電化學(xué)電容

      王 淼,馮 宇,*,張 燕,武蒙蒙,趙佳輝,米 杰,*

      (1.太原理工大學(xué) 省部共建煤基能源清潔高效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030024;2.太原理工大學(xué) 煤科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030024)

      超級(jí)電容器因循環(huán)穩(wěn)定性好、充放電速度快、儲(chǔ)能效率高和操作安全性高等優(yōu)點(diǎn),在各種儲(chǔ)能器件中脫穎而出[1]。電極材料直接決定著超級(jí)電容器的儲(chǔ)能性能,因此,開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異電化學(xué)性能的電極材料顯得尤為重要。層狀過(guò)渡雙金屬氫氧化物因具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,被許多文獻(xiàn)報(bào)道為典型的電極材料[2,3]。其中,鎳鈷氫氧化物(Ni-Co LDHs),由于其作為電極材料時(shí)有效利用了均勻分散的多種過(guò)渡金屬原子之間的協(xié)同作用,并提供了較多的電化學(xué)活性位點(diǎn),提高了帶電離子快速嵌入、脫出的遷移率和電導(dǎo)率,因此,表現(xiàn)出超高的理論電容[4,5]。

      目前,報(bào)道的制備鎳鈷氫氧化物的常規(guī)方法多種多樣,如水熱法、共沉淀法、離子交換法和電化學(xué)沉積法等。然而這些傳統(tǒng)方法制備的層狀氫氧化物往往受到團(tuán)聚效應(yīng)的影響,導(dǎo)致其導(dǎo)電性差、比表面積小和層間距小,明顯限制了其作為電化學(xué)性能電極材料的應(yīng)用[6]。因此,開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)便、快速、成本低、具有大比表面積和高電化學(xué)性能的鎳鈷氫氧化物仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

      類沸石二甲基咪唑鈷(ZIF-67)具有比表面積大、熱穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)靈活性大和孔徑可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)[7]。ZIF-67不僅可以作為犧牲模板,在酸性條件下熱解構(gòu)建菱十二面體結(jié)構(gòu)的金屬氫氧化物,還可以提供可變價(jià)鈷源[8]。例如,通過(guò)離子交換反應(yīng)在Co-ZIF上原位生長(zhǎng)多孔鎳鈷氫氧化物納米片,然后摻雜在泡沫鎳上,在0.5 A/g的電流密度下,比電容高達(dá)756 F/g[9]。但是報(bào)道的由ZIF-67合成鎳鈷氫氧化物的方法不僅耗費(fèi)大量時(shí)間還太過(guò)復(fù)雜。微波輔助法具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、成本低廉和體相加熱均勻等優(yōu)勢(shì)[10]。因此,微波輔助加熱法有望在短時(shí)間內(nèi)快速、高效地將ZIF-67轉(zhuǎn)變?yōu)殒団挌溲趸?,明顯地提高了制備效率。

      本研究利用微波輔助加熱法,以ZIF-67為模板和鈷源,制備由超薄納米片組成的三維中空花狀鎳鈷氫氧化物納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)研究不同微波時(shí)間對(duì)鎳鈷氫氧化物微觀結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響,確定了微波反應(yīng)時(shí)間為15 min時(shí),合成的鎳鈷氫氧化物納米材料作為超級(jí)電容器電極材料具有高電容、優(yōu)異的倍率性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性,可作為具有實(shí)際應(yīng)用前景的電極材料之一。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 試劑與儀器

      以下試劑均為分析純。六水合硝酸鈷(Co(NO3)2·6H2O),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;二甲基咪唑(H-mim),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;六水合硝酸鎳(Ni (NO3)2·6H2O),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;無(wú)水乙醇,天津光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

      微波化學(xué)合成儀(XH-MC-1),北京祥鵠科技有限公司;X射線衍射儀(XRD,Bruker-AXS D 8 Advance),德國(guó)布魯克光譜儀器公司;掃描電子顯微鏡(SEM,JSM-7100F),日本JEOL電子公司;X射線光電子能譜(XPS,ESCALAB 250X),美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司;透射電子顯微鏡(TEM,JEM-2100),日本JEOL電子公司;比表面及孔徑分析儀(BET,JW-BK122W),北京微高博科學(xué)技術(shù)有限公司。

      1.2 ZIF-67前驅(qū)體的制備

      將1.8 g 六水合硝酸鈷和22.0 g 二甲基咪唑分別溶于12和172 mL去離子水中,當(dāng)兩種溶液完全溶解后,將硝酸鈷溶液快速倒入二甲基咪唑溶液中攪拌1 h,之后將均勻混合液在室溫下老化24 h,用去離子水和乙醇分別離心洗滌后收集紫色沉淀物,最后在60 ℃條件下干燥12 h所得產(chǎn)物即為ZIF-67。

      1.3 鎳鈷氫氧化物的微波制備

      將0.64 g ZIF-67和1.92 g 六水合硝酸鎳分別溶于50 mL無(wú)水乙醇中,超聲15 min至完全分散溶解,然后將配制的兩種溶液混合,室溫下攪拌5 min,形成均勻的混合溶液。之后將混合溶液裝入圓底燒瓶,放置于微波反應(yīng)器中,微波功率為300 W,加熱溫度85 ℃,分別微波加熱不同時(shí)間,待溶液冷卻后通過(guò)離心收集沉淀,并用去離子水和乙醇各洗滌三次,然后再60 ℃下干燥12 h,所獲得的樣品被標(biāo)記為Ni-Co LDH-t,其中,t代表微波加熱時(shí)間(t= 5、10、15、20、25、30、35 min)。

      1.4 測(cè)試與表征

      采用CuKα輻射的X射線粉末衍射(XRD,D/max-2500,λ= 0.15418 nm)對(duì)樣品的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)檢測(cè)樣品的形貌和納米結(jié)構(gòu)。利用X射線光電子能譜儀(XPS)和能量色散X射線能譜儀(EDS)研究了化學(xué)成分和化學(xué)鍵態(tài)。采用N2吸附-脫附等溫線法和Brunanuer-Emmett-Teller(BET)法測(cè)定材料的比表面積,并通過(guò)Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型計(jì)算孔隙體積和孔徑。

      1.5 電化學(xué)性能研究

      將活性材料、乙炔黑和聚四氟乙烯(PTFE)按照8∶1∶1的質(zhì)量比混合,將配得漿料的均勻涂覆在1 cm×1 cm的泡沫鎳片上,真空烘干后壓片備用。每種活性物質(zhì)分別制作六個(gè)電極片,每個(gè)電極片涂覆前后的質(zhì)量差為總的涂覆重量,選取涂覆質(zhì)量接近的電極片進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,活性物質(zhì)的涂覆量控制在1.8-2.2 mg/cm2。以上所制得的電極為工作電極,以飽和甘汞電極為參比電極,以鉑電極為對(duì)電極,在2 mol/L的氫氧化鉀電解液中,使用CHI660E電化學(xué)工作站(上海辰華)記錄循環(huán)伏安(CV)曲線、恒電流充放電(GCD)曲線和電化學(xué)阻抗譜(EIS)。通過(guò)GCD曲線的放電時(shí)間,根據(jù)公式(1)計(jì)算材料的比電容:

      式中,C(F/g)為材料的比電容,I(A)為對(duì)應(yīng)電勢(shì)下的充放電電流,Δt為放電時(shí)間,m為活性物質(zhì)負(fù)載質(zhì)量,ΔV為電勢(shì)窗口。

      組裝非對(duì)稱式電容器時(shí),以活性材料為正極,活性炭(AC)為負(fù)極,根據(jù)電荷守恒定律確定正負(fù)極的質(zhì)量配比:

      式中,m+(g)和m-(g)分別為正負(fù)極材料的質(zhì)量,C+(F/g)和C-(F/g)分別為正負(fù)極材料的比電容,ΔV+(V)和ΔV-(V)分別為正負(fù)極材料的電勢(shì)窗口。根據(jù)以下公式計(jì)算組裝器件的能量密度(E,Wh/ kg)和功率密度(P,W/ kg):

      2 結(jié)果與討論

      2.1 鎳鈷氫氧化物的結(jié)構(gòu)及性能研究

      圖1(a)為ZIF-67前驅(qū)物的XRD譜圖,用來(lái)分析其晶體結(jié)構(gòu)和相純度。從圖1中可以看出,所制備的ZIF-67樣品的所有衍射峰與文獻(xiàn)報(bào)道的模擬衍射峰一致[11],并且沒(méi)有觀察到其他雜質(zhì)峰,證實(shí)成功制備出具有較高相純度的ZIF-67。為了研究不同微波反應(yīng)時(shí)間對(duì)鎳鈷氫氧化物材料晶體結(jié)構(gòu)的影響,用XRD分析了所得鎳鈷氫氧化物樣品的晶體結(jié)構(gòu)。如圖1(b)所示,所有的Ni-Co LDH樣品均在12.5°、23.7°、34.6°和60.8°處出現(xiàn)了一系列衍射峰,分別對(duì)應(yīng)類水滑石(LDH)相的(003)、(006)、(009)和(110)晶面[12],ZIF-67的特征峰完全消失,這證實(shí)了ZIF-67相向LDH相的完全轉(zhuǎn)變。并且隨著微波反應(yīng)時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng),LDH的衍射峰峰強(qiáng)逐漸增強(qiáng),表明材料的結(jié)晶度逐漸增強(qiáng),但晶相并無(wú)改變。通過(guò)對(duì)(003)晶面對(duì)應(yīng)的衍射特征峰分峰擬合,根據(jù)謝樂(lè)公式(D=0.89λ/βcos2θ),計(jì)算出Ni-Co LDH-t(t=5、10、15、20、25、30、35 min)樣品的平均晶粒尺寸分別為32.1、35.6、26.5、33.6、30.7、34.3和29.8 nm,很明顯,微波反應(yīng)時(shí)間為15 min時(shí),制得的鎳鈷氫氧化物樣品的晶粒尺寸最小,小晶粒尺寸更有利于實(shí)現(xiàn)電極材料優(yōu)異的電化學(xué)性能[13]。因此推測(cè),Ni-Co LDH-15 min樣品具有更好的電化學(xué)性能。

      圖2(a)為ZIF-67的SEM照片。由圖2(a)可以看出,ZIF-67為表面光滑、平均尺寸均勻分布在800 nm的實(shí)心菱十二面體。圖2(b)-(i)展示了不同微波時(shí)間制備的Ni-Co LDH的SEM圖。當(dāng)微波反應(yīng)時(shí)間為5和10 min(圖2(b)和(c)),ZIF-67的多面體結(jié)構(gòu)的形貌和尺寸依然保持,但表面由光滑趨于粗糙,多面體表面逐漸形成了大量較厚的納米片。當(dāng)微波反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)到15 min時(shí)(圖2(d)和(e)),形成的鎳鈷氫氧化物顆粒表面由分布更加均勻、相互交錯(cuò)并沿面對(duì)齊的納米薄片組成,這是由于微波輻射后Ni2+水解釋放的氫離子逐漸蝕刻ZIF-67模板,Co2+被溶液中的NO3-和溶解氧部分氧化,最終Ni2+、Co2+和Co3+與OH-發(fā)生共沉淀,在多面體表面形成了交錯(cuò)納米片組成的粗糙外殼,并且從Ni-Co LDH-15 min多面體斷裂截面看,樣品為空心的納米籠結(jié)構(gòu),證明ZIF-67前驅(qū)體已在酸性條件下被瓦解去除。隨著微波反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)(圖2(f)-(h)),部分納米籠結(jié)構(gòu)開(kāi)始瓦解,直到反應(yīng)時(shí)間為35 min(圖2(i)),除了納米薄片外,多面體結(jié)構(gòu)幾乎完全消失。人們普遍認(rèn)為,表面粗糙的中空結(jié)構(gòu)可以明顯地增加材料的比表面積和孔隙率,這將為電子傳遞提供足夠的自由空間和更多的反應(yīng)活性位點(diǎn),從而提高電化學(xué)性能。因此,從微觀形貌上方面可以推測(cè)Ni-Co LDH-15 min樣品具有更優(yōu)的電化學(xué)性能。

      圖3所示為不同微波反應(yīng)時(shí)間制備的鎳鈷氫氧化物樣品的氮?dú)馕?脫附等溫曲線和孔徑分布。從圖3(a)可以看出,所有微波反應(yīng)時(shí)間制得的鎳鈷氫氧化物樣品均具有典型的Ⅳ型氮?dú)馕?脫附等溫曲線,并帶有一個(gè)明顯的H3型滯后環(huán),說(shuō)明鎳鈷氫氧化物為介孔材料,與圖3(b)孔徑分布結(jié)果一致。表1列出了所有鎳鈷氫氧化物樣品的BET比表面積和孔結(jié)構(gòu),其中,Ni-Co LDH-15 min具有最大的BET比表面積(326 m2/g),較大的BET比表面積可以為電解質(zhì)離子的轉(zhuǎn)運(yùn)提供更多的活性位點(diǎn),電解質(zhì)與活性物質(zhì)的接觸面積更大,更有利于電解質(zhì)的滲透。因此,可以合理地推斷出,Ni-Co LDH-15 min更有利于電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,具有更好的超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用前景。

      采用光電子衍射能譜儀(XPS)進(jìn)一步研究了鎳鈷氫氧化物樣品的元素組成和化合價(jià)態(tài)。在Ni 2p高分辨圖譜(圖4(a))中,854.0和871.8 eV處的兩個(gè)Ni 2p主峰分別對(duì)應(yīng)于Ni 2p3/2軌道和Ni 2p1/2軌道,位于主峰附近的兩個(gè)較弱的擬合峰為對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星峰(標(biāo)為“Sat.”),兩個(gè)主峰之間的能帶差為17.8 eV,表明鎳鈷氫氧化物中Ni2+的存在[14]。從Co 2p高分辨譜圖(圖4(b))中觀察到,位于781.2和802.5 eV的兩個(gè)衛(wèi)星峰,分別對(duì)應(yīng)于Co 2p3/2軌道和Co 2p1/2軌道,位于781.2 eV(Co 2p3/2)和796.4 eV(Co 2p1/2)的兩個(gè)主峰,對(duì)應(yīng)的是Co2+,位于779.5 eV(Co 2p3/2)和794.8 eV(Co 2p1/2)的兩個(gè)主峰,對(duì)應(yīng)的是Co3+,說(shuō)明鎳鈷氫氧化物中Co2+和Co3+的共存[9]。

      表1 所有鎳鈷氫氧化物樣品的BET比表面積和孔結(jié)構(gòu)Table 1 BET surface area and pore structure of all the Ni-Co LDH samples

      圖5(a)、(b)呈現(xiàn)的是鎳鈷氫氧化物樣品的TEM照片,可以清楚地觀察到,鎳鈷氫氧化物納米籠是大小高度均勻的中空的多面體結(jié)構(gòu),內(nèi)部邊緣繼承了ZIF-67的菱十二面體結(jié)構(gòu),外殼為相互交錯(cuò)的納米片。從圖5(b)中可以看到,每個(gè)納米籠顆粒的外殼層是由許多超薄納米片相互交錯(cuò)組成的三維結(jié)構(gòu),這在電化學(xué)反應(yīng)中可以提供大量的電化學(xué)活性位點(diǎn),促進(jìn)離子和電子的遷移。此外,圖5(c)的元素分布圖顯示Ni、Co和O元素均勻分布在納米籠的外層,進(jìn)一步證明了中空鎳鈷氫氧化物納米籠的成功制備。

      2.2 鎳鈷氫氧化物的電化學(xué)性能研究

      為了評(píng)價(jià)鎳鈷氫氧化物的電化學(xué)性能,在三電極體系中進(jìn)行CV,GCD和EIS測(cè)試。圖6(a)為所有鎳鈷氫氧化物樣品在10 mV/s掃描速率下的CV曲線,所有樣品的CV曲線均有一對(duì)明顯的氧化還原峰,表明了活性材料的贗電容特性,鎳鈷氫氧化物電極的法拉第氧化還原反應(yīng)可見(jiàn)下式[15,16]:

      此外,Ni-Co LDH-15 min的CV曲線閉合面積最大,因此,具有最高的比電容。圖6(b)為所有鎳鈷氫氧化物樣品在電流密度為0.5 A/g時(shí)的GCD曲線??梢钥闯?,所有GCD曲線中均有一對(duì)與CV曲線氧化還原峰對(duì)應(yīng)的電壓平臺(tái),并且GCD曲線是對(duì)稱的,無(wú)明顯的IR壓降,表明鎳鈷氫氧化物電極具有良好的可逆性和較高的庫(kù)侖效率[17]。非常明顯的是,Ni-Co LDH-15 min電極的放電時(shí)間最長(zhǎng),比電容最大,這與CV曲線結(jié)果一致。根據(jù)公式(1)計(jì)算出Ni-Co LDH-t(t=5、10、15、20、25、30、35 min)電極的比電容分別為1672.7、1810.2、2371.0、2048.8、1852.8、1794.8和1740.2 F/g,顯然Ni-Co LDH-15 min電極提供了最大的比電容。圖6(c)顯示了不同電流密度下的比容量變化曲線,當(dāng)電流密度增加20倍時(shí),Ni-Co LDH-t(t=5、10、15、20、25、30、35 min)電極的電容保持率分別為68.8%、66.7%、78.5%、78.4%、68.2%、68.3%和73.2%,很明顯,Ni-Co LDH-15 min電極的電容保持率最高,這進(jìn)一步證實(shí)了Ni-Co LDH-15 min作為電極材料具有更好的電化學(xué)性能。通過(guò)EIS測(cè)試來(lái)研究電化學(xué)阻抗譜圖和電子電導(dǎo)率,一般來(lái)說(shuō),低頻區(qū)域的直線斜率代表與離子擴(kuò)散電阻相關(guān)的Warburg電阻(Rw),而在高頻區(qū)域,實(shí)軸與半圓的交點(diǎn)代表電解質(zhì)與電極內(nèi)阻之間的串聯(lián)電阻(Rs),半圓的直徑代表與法拉第反應(yīng)有關(guān)的電荷轉(zhuǎn)移電阻(Rct)[18]。如圖6(d)所示,Ni-Co LDH-15 min電極與Ni-Co LDH-5 min(Rs= 1.16 Ω,Rct= 11.58 Ω),Ni-Co LDH-10 min(Rs=1.25 Ω,Rct= 2.22 Ω),Ni-Co LDH-20 min(Rs= 1.21 Ω,Rct= 1.35 Ω),Ni-Co LDH-25 min(Rs= 2.50 Ω,Rct=2.12 Ω),Ni-Co LDH-30 min(Rs= 3.31 Ω,Rct= 2.38 Ω)和Ni-Co LDH-35 min(Rs= 4.89 Ω,Rct= 5.02 Ω)相比,具有最小的Rs(1.12 Ω)和Rct(0.98 Ω),這意味著Ni-Co LDH-15 min電極更有利于離子的快速轉(zhuǎn)移和有效擴(kuò)散,應(yīng)當(dāng)具有更優(yōu)的電化學(xué)性能。為了進(jìn)一步研究Ni-Co LDH-15 min的電化學(xué)性能,對(duì)Ni-Co LDH-15 min進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試。從Ni-Co LDH-15 min的CV曲線(圖6(e))看出,在2-10 mV/s的掃速下,CV曲線的氧化峰與還原峰形狀相似且對(duì)稱,表明其具有良好的倍率性能。隨著掃描速率的增加,陽(yáng)極峰和陰極峰分別向正極和負(fù)極遷移,這可能與高掃描速率下發(fā)生的極化效應(yīng)有關(guān)。在0.5、1、2、3、4、5和10 A/g的電流密度下,Ni-Co LDH-15 min電極的比電容分別達(dá)到2371.0、2316.6、2242.2、2190.2、2146.4、2092.8和1861.4 F/g(圖6(f))。

      將鎳鈷氫氧化物和活性炭分別作為正極和負(fù)極,2 mol/L 氫氧化鉀溶液為電解液,組裝為Ni-Co LDH//AC非對(duì)稱式超級(jí)電容器。為確定Ni-Co LDH//AC器件的電勢(shì)窗口,在10 mV/s的掃描速率下,分別測(cè)試了鎳鈷氫氧化物和活性炭的CV曲線,由圖7(a)可見(jiàn),活性炭的電勢(shì)窗口為(-1)-0 V,鎳鈷氫氧化物的電勢(shì)窗口為0-0.5 V,因此,可以確定Ni-Co LDH//AC器件的電勢(shì)窗口為0-1.5 V。圖7(b)為Ni-Co LDH//AC器件在掃描速率為10-100 mV/s下的CV曲線,可以觀察到隨著掃描速率的增加,CV曲線形態(tài)基本相似,說(shuō)明器件具有良好的可逆性和倍率性能。根據(jù)器件在不同電流密度下的GCD曲線(圖7(b)),電流密度為0.5-10 A/g時(shí),比電容分別為61.3、51.7、39.3、32.8、28和25.2 F/g。器件的循環(huán)穩(wěn)定性也是重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一,如圖7(d)所示,Ni-Co LDH//AC器件在10 A/g的大電流密度下,充放電循環(huán)5000圈后,電容保持率仍有88.7%,因此,該器件具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。從循環(huán)5000圈后Ni-Co LDH的XRD譜圖(圖7(e))和SEM圖(圖7(e)的插圖)可以看出,經(jīng)過(guò)5000圈循環(huán)后,Ni-Co LDH的衍射峰沒(méi)有發(fā)生明顯變化,且納米片組成的結(jié)構(gòu)也沒(méi)有發(fā)生變化,再次表明,Ni-Co LDH具有良好的循環(huán)壽命和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。根據(jù)公式(3)和(4)計(jì)算Ni-Co LDH//AC器件的能量密度和功率密度,功率密度為448.05 W/kg時(shí),能量密度為19.17 Wh/kg;功率密度為3750 W/kg時(shí),能量密度為7.61 Wh/kg(圖7(e))。此外如圖7(f)插圖所示,兩個(gè)串聯(lián)器件可以點(diǎn)亮紅色LED小燈泡。上述結(jié)果表明,Ni-Co LDH//AC器件作為非對(duì)稱式超級(jí)電容器具有良好的實(shí)際應(yīng)用潛力。

      3 結(jié) 論

      以ZIF-67為自犧牲模板,采用反應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低廉和體相加熱均勻的微波加熱處理,成功制備出了鎳鈷氫氧化物材料。通過(guò)調(diào)控微波反應(yīng)時(shí)間,對(duì)鎳鈷氫氧化物的形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,Ni-Co LDH-15 min因具有由交錯(cuò)納米片組成的獨(dú)特的三維中空納米籠結(jié)構(gòu),提供大量的電化學(xué)活性位點(diǎn),促進(jìn)離子和電子的遷移,因此,展現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能。在三電極體系中,電極材料的比電容高達(dá)2371.0 F/g。以鎳鈷氫氧化物和活性炭分別為正極和負(fù)極組裝為非對(duì)稱式超級(jí)電容器,器件具有較高的能量密度(19.17 W·h/kg)和功率密度(448.05 W/kg),并且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性(5000圈后容量保持率高達(dá)88.7%)。因此,采用微波法制備的鎳鈷氫氧化物是一種具有較優(yōu)應(yīng)用前景的超級(jí)電容電極材料。

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