泡沫镍上制备NiCo2O4/rGO/NiO三明治异质结构的高性能超级电容器电极
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超级电容器具有超高功率密度、长时间循环稳定性、快速充放电速率等优点，在电池和传统电介质电容器之间发挥着桥接作用。超级电容器的电极材料根据储能机制可以分为两类：双电层电容器（EDLCs）和膺电容器（PCs），后者因具有快速可逆的氧化还原反应，使得电容值和能量密度较大。目前PCs的电极材料主要由氧化物组成，因电导性和循环稳定性差，限制了相关应用。武汉大学的潘春旭教授课题组制备了一种三明治结构的NiCo2O4/rGO/NiO异质结，通过三步水热法和退火处理过程，成功将异质结固定于泡沫镍基体上，三种材料产生了较好的协同效应，使得电化学性能大幅提高。用于超级电容器电极发现比电容在电流密度为1mA/cm2时高达2644mF/cm2，3000循环后仍有97.5%的电容保留。本工作制备的异质结构有望成为高性能超级电容器的具有潜力的电极材料。
全文链接：http://link.springer.com/article/10.1007/s40820-016-0117-1 【阅读原文】
论文引用信息：Delong Li, Youning Gong, Miaosheng Wang, Chunxu Pan,
Preparation of Sandwich- like NiCo2O4/rGO/NiO Heterostructure on Nickel Foam for High-Performance Supercapacitor Electrodes, Nano-Micro Lett. (2017) 9:16.
http://dx.doi.org/10.1007/s40820-016-0117-1.
【图文导读】
Fig. 1 Schematic illustration of the preparation process of the sandwich-like NiCo2O4/rGO/NiO heterostructure.
Fig. 2 a) XRD patterns, and b) Raman spectra of the NF, NiO, rGO/NiO, NiCo2O4, NiCo2O4/NiO, and NiCo2O4/rGO/NiO.
Fig. 3 SEM morphology of the samples: a) NF, b) NiO, c) G/NiO, d) NiCo2O4, e) NiCo2O4/NiO, and f) NiCo2O4/rGO/NiO.
Fig. 4 SEM cross-section view of NiCo2O4/rGO/NiO.
Fig. 5 Electrochemical properties of the sandwich-like NiCo2O4/rGO/NiO heterostructure: a) CV curves with scan rate change, and b) GCD curves with current density change.
Fig. 6 Electrochemical properties of the samples: a) CV curves at 5 mV s-1, b) GCD curves at 1 mA cm-2, c) the corresponding specific capacitance, and d) EIS plots of the samples (inset is the enlarged plot of the high-frequency regions).
Fig. 7 Cycle performance of the NF, NiO, rGO/NiO, NiCo2O4, NiCo2O4/NiO, and NiCo2O4/rGO/NiO at current density of 30 mA cm-2.
Fig. 8 SEM images of the NiCo2O4/rGO/NiO heterostructures: a before, and b after cycle test.
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