大连理工大学化工学院–NiCo2O4、NiCo2O4石墨烯复合材料的可控合成及其在超级电容器中的电化学应用

超级电容器作为传统的储能器件，具有成本低、充放电快、长期循环稳定、粉末密度大等优点。电极材料的开发是构建高性能超级电容器的重要任务。在现有的过渡金属氧化物中，NiCo₂O₄具有较高的理论电容，受到越来越多的关注。鉴于NiCo₂O₄优异的电化学性能，本文重点介绍了NiCo₂O₄及NiCo₂O₄/石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展。首先介绍了NiCo₂O₄的可控合成及电化学性能，包括常用的方法，如水热/溶剂热法、共沉淀法、化学浴沉积法、电化学沉积法、模板法等。根据石墨烯基体的尺寸特征，将NiCo₂O₄/石墨烯复合材料分为二维(2D)复合材料和三维(3D)复合材料，并总结了其设计原理、微观结构及其在超级电容器中的应用性能。最后，总结了NiCo₂O₄和NiCo₂O₄/石墨烯复合材料存在的问题，并提出了解决策略和未来展望。主要目的是为超级电容器的相关研究人员提供理论指导。

图1. NiCo₂O₄、NiCo₂O₄/石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器中的应用。

图2. (a)互联多孔NiCo₂O₄纳米片（nanosheet）的制备。(b) NiCo₂O₄纳米花的制备。(c) NiCo₂O₄纳米片（nanoflake）的制备。

图3. (a) NiCo₂O₄六边形纳米片的制备。(b) NF上的介孔NiCo₂O₄纳米棒的制备。

图4. (a)改变尿素用量沉积NiCo₂O₄纳米结构的研究。(b)调整溶剂体系。

图5. (a)软模板对显微结构的影响。(b)分层蛋黄壳NiCo₂O₄微球的制备。

图6. (a)旋转蒸发制备不同的NiCo₂O₄。(b)燃烧方法。

图7. (a) RGO/ NiCo₂O₄纳米棒和RGO/ NiCo₂O₄纳米束的制备。(b) NiCo₂O₄和rGO/ NiCo₂O₄复合材料的制备。

图8. (a) 3DHG/NCO复合材料的合成。(b) 3D rGN/ NiCo₂O₄薄膜的合成。

图9. (a) NF/G/NiCo₂O₄电极的制备工艺。(b) NiCo₂O₄/ GH/NF的制备工艺。

图10. (a) rHGO/NiCo₂O₄@CF、(b)导电碳布、(c)分层Ni-Co前驱体和(d)碳布上的NiCo₂O₄纳米片的制备工艺。

相关研究成果由大连理工大学化工学院、精细化工国家重点实验室Xu Wang等人于2022年发表在Journal of Energy Storage (https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105837)上。原文：Controllable synthesis of NiCo₂O₄, NiCo₂O₄/graphene composite and their electrochemical application in supercapacitors。