【摘 要】
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超级电容器储能器件具有人们需求的功率密度高、循环稳定性高等特点,但是超级电容器的能量密度低,满足不了实际应用需求。超级电容器的能量密度依赖于电极材料。镍基氢氧化物是一种理论比电容高、环境友好且易于改性的电极材料。本文将以镍基氢氧化物为研究对象,采用掺Co、磷化和结构设计方式,改善氢氧化物的电化学性能。（1）通过水热法,在泡沫镍上原位形成不同Ni/Co比例的镍钴氢氧化物。不同Ni/Co比例的镍钴氢氧
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超级电容器储能器件具有人们需求的功率密度高、循环稳定性高等特点,但是超级电容器的能量密度低,满足不了实际应用需求。超级电容器的能量密度依赖于电极材料。镍基氢氧化物是一种理论比电容高、环境友好且易于改性的电极材料。本文将以镍基氢氧化物为研究对象,采用掺Co、磷化和结构设计方式,改善氢氧化物的电化学性能。（1）通过水热法,在泡沫镍上原位形成不同Ni/Co比例的镍钴氢氧化物。不同Ni/Co比例的镍钴氢氧化物都呈纳米片形貌。Co加入后能显著降低Ni（OH）2的电荷转移电阻,提高比电容性能。Ni（NO3）2:Co（NO3）2比例为3:1制备的产物（为镍钴层状双金属氢氧化物）,电化学性能最好。基于双金属协同效应和开放的孔结构,NiCo-3-1的比电容最高(967.7 F g-1,1 A g-1);循环稳定性优良,在20 A g-1下循环2000次后,比电容还有初始比电容的70.2%。（2）通过磷化和氧化将镍钴层状双金属氢氧化物（NiCoLDH）化学转换为磷化物和氧化物,LDH相转变后,导电性都得到很大的改善。但是,离子在氧化物中传输困难,氧化后比电容反而降低。而磷化物具有金属特性,呈现优良的电化学性能。NiCoP的比电容(1635.6 F g-1,2 A g-1)显著地比NiCoLDH更高;倍率性能也得到改善,在25 A g-1下,比电容还能保留73.6%。两个串联的由NiCoP和还原石墨烯构建非对称超级电容器能够成功点亮一个LED灯。（3）在泡沫镍上原位构筑CoP@NiCoP复合结构纳米阵列,提高电极表面三维空间利用率,提高电化学性能。得益于磷化物优良性质和独特的空间结构,CoP@NiCoP展现出优秀的比电容和循环稳定性。CoP@NiCoP的比电容(1911.6 F g-1,2 A g-1)比结构简单的NiCoP得到了进一步提高;良好的倍率性能,在25 A g-1下,比电容还保留有61.7%;良好的循环稳定性,25 A g-1下循环1000次后比电容保留有73.3%的初始比电容。此外,CoP@NiCoP同通过Fe基MOF煅烧制备的Fe2O3一起构建非对称超级电容器,该装置在875 W kg-1的功率密度下能够能够提供37.2Wh kg-1的能量密度。本文通过掺入Co离子、相转变和结构构造等方式改善镍基氢氧化物的电化学性能。优秀的电化学性能促进镍基氢氧化物在超级电容器领域的应用。
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