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中国地质大学Yihe Zhang和Li Sun课题组--CNTrGO 框架中的空心双金属磷硫化物 NiCo-PS 纳米颗粒与电池型超级电容器的界面电荷重新分配
      作为具有丰富法拉第氧化还原反应的显着赝电容材料,Ni-Co双金属化合物作为高性能电池型超级电容器电极引起了广泛的研究兴趣。在此,我们报告了一种通过同时磷化和硫化过程构建双金属磷硫化物来增强超级电容器储能能力的策略。与单一磷化物相比,NiCo-P/S 的双金属磷硫化物呈现出高度多孔和中空的纳米颗粒结构,这使得电化学反应更加活跃。 结果表明,磷化物和硫化物相的共存可以调节电荷分布以提高电子传输能力。此外,还证明了将NiCo-LDH前体预煅烧成NiCo氧化物是实现充分磷化或硫化所必需的。通过NiCo-P/S中空纳米颗粒锚定到CNT/rGO混合网络中,展示了优异的电容性能,表现出显着的容量(698.6 C g-1在1 A g-1)以及有希望的倍率性能(容量保持率为 61.5%在20 A g-1) 作为超级电容器的电极材料。还制造了采用NiCo−P/S@C@G复合材料的非对称超级电容器装置。该器件在高功率密度下表现出良好的能量密度,并且能够为发光二极管(LED)供电几分钟,证明了该复合材料具有出色的实用性能。
 
 
图 1. NCP@C@G 和 NCPS@C@G 的制造过程示意图。
 
 
图 2.(a)NCP@C@G和NCPS@C@G的XRD谱图和(b)N2吸附-解吸曲线。(b)的插图显示了孔径分布。
 
 
图 3.(a)ZIF-67,(b)ZIF-67@CNT, (c)NiCo-LDH@C@G,(d)NCO@C@G,(e)NCP@C@G的SEM图像 ,和(f)NCPS@C@G。(g)SEM-BSE图像和相应的NCPS@C@G的Ni、Co、P、C 和 S元素映射。
 
 
图 4. (a, c) NCP@C@G和(b, d)NCPS@C@G的TEM 图像。(e)NCP@C@G 和(f)NCPS@C@G的SAED 模式。(g, h) HRTEM图像,(i)快速傅立叶变换,(j)EDX图和(k)NCPS@C@G的EDX光谱。
 
 
图5.磷硫化处理过程中的Kirkendall效应示意图。
 
  图 6. NCP@C@G和NCPS@C@中(a) Ni 2p、(b) Co 2p、(c) P 2p、(d) C 1s 和 (e) O 1s的XPS高分辨率光谱 G。(f) NCPS@C@G中S 2p的XPS高分辨率光谱。
   图 7. (a) CV曲线、(b) GCD曲线和 (c) NCP−OH@C@G、NCPS−OH@C@G、NCP@C@G和 NCPS@C@G的EIS光谱。(d)NCPS@C@G 的GCD曲线和(e)CV曲线。(f)NCP-OH@C@G、NCPS-OH@C@G、NCP@C@G和NCPS@C@G电极的比电容。
 
  图 8. (a) NCPS@C@G//AC ASC设备示意图。NCPS@C@G//AC ASC的性能:(b) 10 mV s−1不同电压下测得的CV曲线,(c)不同扫描速率下的CV曲线,(d)不同电流密度下的GCD曲线​​,(f)比电容,和(e) Ragone图。
  
 
图 9. (a) NCPS@C@G//AC 器件的电容保持率。(a)的插图是最后五个循环的GCD曲线。(b)驱动 LED 指示灯的设备的照片。
  
       相关科研成果由中国地质大学Yihe Zhang和Li Sun等人于2021年发表在ACS Applied Energy Materials(https://doi.org/10.1021/acsaem.1c03179)上。原文:Hollow Bimetallic Phosphosulfide NiCo–P/S Nanoparticles in a CNT/rGO Framework with Interface Charge Redistribution for Battery-Type Supercapacitors。


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