成果简介
为了改善二金属层状双氢氧化物（LDHs）材料固有的低导电性和低循环稳定性，在 EDLC 电容器和赝电容器之间设计一种协同效应是一种有效的策略。本文，南京航空航天大学Hao Tong等研究人员在《ChemSuschem》期刊发表名为“Sea Urchin-Like NiCo-LDH Hollow Spheres Anchored on 3D Graphene Aerogel for High-Performance Supercapacitors”的论文，研究采用溶热技术，以 Co-glycerate为前驱体，制备了锚定在三维石墨烯气凝胶上的海胆状 NiCo-LDH 空心球。
这些空心微球的独特形态显著扩大了比表面积，暴露出更多的活性位点，同时减少了材料在长期充放电过程中的体积变化。三维石墨烯气凝胶可作为导电骨架，提高材料的导电性并缓冲大电流。锚定在三维石墨烯气凝胶上的海胆状 NiCo-LDH 空心球（H-NiCo-LDH@GA）的比表面积为 51 m2 g-1，ID/IG 值为 1.02。在 1 A g-1 的条件下，H-NiCo-LDH@GA 的比电容高达 236.8 mAh g-1，即使在 20 A g-1 的条件下，其容量保持率也高达 63.1%。即使在 10 A g-1 的条件下循环 8000 次，容量保持率仍高达 96.3%，显示了极佳的循环稳定性。
图文导读
图1、H-NiCo-LDH@GA的合成示意图。
图2、（a） H-NiCo-LDH、H-NiCo-LDH@GA和甘油辅酶的X射线衍射比较;（b） H-NiCo-LDH@GA和GO的拉曼光谱。
图3、（A-E）H-NiCo-LDH@GA的XPS：（a）XPS调查;（b） Ni 2p;（c） Co 2p;（d） C 1s;（e） O 1s。
图4、(a, b) 甘油酸钴；(c, d) H-NiCo-LDH ；(e, f) H-NiCo-LDH@GA 的扫描电子显微镜（SEM）；(g) H-NiCo-LDH 的 EDS 元素。
图5、(a、b）H-NiCo-LDH@GA 电极的 CV 和 GCD 曲线；（c、d）各种材料的 CV（10 mV s-1）和 GCD（1 A g-1）对比曲线；（e）各种材料的 EIS；（f）各种材料在10Ag-1 下循环 8,000 次后的电容保持率。
图6、(a-b）H-NiCo-LDH@GA//AC 不对称超级电容器的组装和电压优化；（c-f）H-NiCo-LDH@GA//AC ASC 的电化学性能（CV、GCD、速率特性、EIS）
小结
总之，H-NiCo-LDH 是以 Co-glycerate 为前驱体合成的，然后锚定在石墨烯气凝胶（GA）上。H-NiCo-LDH@GA 复合材料的结构兼具空心微球的优点和石墨烯薄片的高导电性，因此表现出优异的电化学性能，包括在 1 A g-1 的条件下，比电容高达 236.8 mAh g-1，即使在 20 A g-1 的条件下，电容保持率也高达 63.1%。值得一提的是，我们组装的 H-NiCo-LDH@GA//AC ASC 在 750.0 W kg-1 功率密度下的能量密度高达 51.1 Wh kg-1，在 10 A g-1 下循环 20,000 次后的容量保持率高达 98%，显示出卓越的稳定性能。这归功于石墨烯气凝胶骨架增强了导电性并避免了团聚，而中空结构则减轻了充放电过程中的体积效应。因此，H-NiCo-LDH@GA 复合电极因其独特的性能在超级电容器中具有潜在的应用价值。
文献：https://doi.org/10.1002/cssc.202400142
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