【摘 要】
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超级电容器作为一种优秀的储能设备,具有较大的比功率、长寿命等特点,但因能量密度低制约了它的发展。目前超级电容器的研究重点主要是寻找合适的电极材料,常用的材料包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等。其中,层状双氢氧化物因其可调的组成与层间距受到人们的关注。NiCo-LDH是常用的一种层状双氢氧化物,但是由于其导电性较差和活性位点在充放电过程中减少,因此需对其进行改性处理以提升性能。掺杂是一种常用的改性
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超级电容器作为一种优秀的储能设备,具有较大的比功率、长寿命等特点,但因能量密度低制约了它的发展。目前超级电容器的研究重点主要是寻找合适的电极材料,常用的材料包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等。其中,层状双氢氧化物因其可调的组成与层间距受到人们的关注。NiCo-LDH是常用的一种层状双氢氧化物,但是由于其导电性较差和活性位点在充放电过程中减少,因此需对其进行改性处理以提升性能。掺杂是一种常用的改性手段,它可以调整LDH物理和化学性质提升材料赝电容性能。本文使用简单的一步水热法合成出NiCo-LDH电极材料,通过阳离子掺杂提高材料的电化学性能。研究了NiCo-LDH电极材料的储能机理,并将其作为正极材料用于研究不对称器件的性能。主要的工作和结果如下:（1）以La为掺杂元素,通过一步水热法制备了La掺杂NiCo-LDH材料,探究不同的La掺杂量（1%-5%）对材料电化学性能的影响,确定最佳掺杂量为4%。在1A·g-1下,电极材料的比容量为1158 F·g-1,其与AC组装成的不对称器件NiCo La-LDH-4//AC表现出较好的电化学性能,能量密度为27.8 Wh·kg-1,功率密度为375 W·kg-1;能量密度为6.44 Wh·kg-1,功率密度为3737.9 W·kg-1,在3 A·g-1下循环5000圈后容量保持率为88%。（2）以Mg为掺杂剂,通过一步水热法制备了Mg掺杂NiCo-LDH材料,探究不同的Mg掺杂量（1%-5%）对材料电化学性能的影响,确定最佳掺杂量为2%。在1A·g-1下放电比容量为1067 F·g-1,在5 A·g-1电流下循环2000圈后容量保持率为91%,优于NiCo-LDH的循环性能。其与AC组装成的不对称器件NiCo Mg-LDH-2//AC表现出较好的电化学性能,能量密度为24.7 Wh·kg-1,功率密度为375 W·kg-1;能量密度为9.56 Wh·kg-1,功率密度为3741.8 W·kg-1,在3 A·g-1下循环5000圈后容量保持率为87%。
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