哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院Xianchao Wang等–自支撑NiCoP/石墨烯材料的制备及其超级电容器性能研究

采用水热法和低温磷化法制备在泡沫镍基板上直接生长的NiCoP材料，NiCoP直接生长在导电集流器上制成无粘合剂电极，rGO作为导电网络覆盖活性材料表面，形成自支撑结构复合电极，记为NiCoP/rGO-NF。结果表明，NiCoP/rGO-NF电极在1 A g^-1电流密度下的比电容为2137.8 F g^-1，而在5 A g^-1电流密度下，NiCoP/rGO-NF电极在1万次循环后仍保持86.5%的比电容。组装后的ASC器件在750 W kg^-1的功率密度下，能量密度为54.25 W h kg^-1。在5 A g^-1电流密度下，NiCoP/rGO-NF//AC循环10000次后的容量保持率为87.3%，表明制备的NiCoP/rGO-NF大大提高了材料的电导率和与电解质接触区域的电导率，具有作为超级电容器优良电极材料的潜力。

图1. NiCoP/rGO-NF复合材料的XRD谱图。

图2. NiCoP-NF@rGO材料的XPS谱(a)全XPS谱，(b) Ni 2p， (c) Co 2p， (d) P 2p。

图3. 不同放大倍数的SEM图像(a-c) NiCo- NF， (d-f) NiCo/rGO-NF。

图4. NiCoP/rGO-NF在不同放大倍数下的SEM图像(a-c)， (d-h) SEM图像及相应的映射图像，(e) Ni， (f) Co， (g) P， (h) C。

图5. (a, b) NiCoP/rGO-NF在不同放大倍数下的TEM图像，(c) HRTEM图像，插图为SAED图像。

图6. NiCoP/rGO-NF和NiCoP- NF电极(a) 20 mV s^-1扫描速率下的CV曲线、(b) 1 A g^-1电流密度下的GCD曲线和(c) 1 A g^-1电流密度下的比电容。

图7. NiCoP/rGO-NF电极(a)不同扫描速率下的CV曲线、(b)峰值电流与扫描速率平方根的函数关系、(c)不同电流密度下的GCD曲线、(d)倍率能力、(e) Nyquist曲线和(f)循环性能。

图8. (a) 20 mV s^-1下AC和NiCoP/rGO-NF的CV曲线，(b)不同扫描速度下NiCoP/rGO-NF//AC的CV曲线，(c)不同电流密度下NiCoP/rGO-NF//AC的GCD曲线，(d) NiCoP/rGO-NF//AC的循环稳定性和库仑效率。

图9. (a) Ragone图，(b)两系列全固态ASC照明LED图。

相关研究成果由哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院、超轻材料与表面技术教育部重点实验室Xianchao Wang等人于2023年发表在Journal of Energy Storage (https://doi.org/10.1016/j.est.2023.107056 )上。原文：Preparation of self-supporting NiCoP/graphene materials and their performance of supercapacitors。