贵州大学: NiS纳米薄片涂层碳纳米纤维电极，用于超级电容器

成果简介

过渡金属硫化物材料的高理论比电容、快速的氧化还原速率和优异的导电性将其在超级电容器电极中的未来应用推向了前沿。本文，贵州大学阮运军等研究人员在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“NiS Nanoflake-Coated Carbon Nanofiber Electrodes for Supercapacitors”的论文，研究提出了一种简单直接的方法，使用静电纺丝和水热工艺在碳纳米纤维 (CNF) 上生长NiS纳米薄片。深入研究了NiS纳米薄片对导电性、离子传输和电化学特性的影响。NiS/CNFs电极在1Ag-1的电流密度下具有 133.3mAhg -1的高比容量，在10Ag-1的电流密度下保持 70.62% 。此外，配备 NiS/CNF 阴极和活性炭阳极的混合超级电容器在 750.8Wkg -1的功率密度下实现了 22.35Wh kg -1的能量密度。

图文导读

图1. NiS纳米薄片在CNFs表面的合成示意图。

图2. (a) 原始 CNF的SEM图像。(b) SEM、(c) TEM、(d) 高分辨率TEM、(e) SAED 和 (f) NiS/CNFs-2的EDS映射图像。

图3. (a) NiS/CNFs-1、(b) NiS/CNFs-2、(c) NiS/CNFs-3 和 (d) NiS/CNFs-4 在不同溶剂体积比下形成的SEM图像。

图4. (a) XRD 图案，(b) 拉曼光谱，和 (c) NiS/CNFs 复合材料的氮吸附/解吸等温线（插图显示了孔分布）。NiS/CNFs-2的XPS光谱：(d) C1s；(e) 镍 2p；(f) S2p。

图5. (a) NiS/CNFs 电极在 20 mV s –1扫描速率下的 CV 曲线；(b) 不同扫描速率下的 CV 曲线；(c) 20mV s –1时的电容贡献；(d) 不同扫描速率下的柱状电容贡献；(e) NiS/CNFs-2电极在不同电流密度下的GCD曲线；(f) 1Ag–1电流密度下的 GCD 曲线；(g) 不同电流密度下的比容量；(h) 奈奎斯特图；(f) 在2Ag–1下NiS/CNFs电极的循环稳定性和库仑效率。

小结

这项工作展示了一种制备具有优异电化学性能的电极材料的简化策略，这有利于未来超级电容器的发展。

文献:

https://doi.org/10.1021/acsanm.2c00142