近日,江苏省高效储能技术与装备工程实验室发表了超级电容器方面的最新研究成果,论文以“Hierarchical NiS@CoS with Controllable Core-Shell Structure by Two-Step Strategy for Supercapacitor Electrodes”为题发表在Advanced Materials Interfaces(IF=4.713,JCR一区),论文作者为:苗屹冬,戚继球,委福祥,隋艳伟*。论文第一单位和通讯作者单位均为中国矿业大学。
全球环境污染和化石能源危机引起了人类对可再生和清洁能源的高度重视,储能系统在可再生能源生产中发挥着重要的作用。在储能装置中,超级电容器是一种具有功率密度高、使用寿命长、绿色安全等优势的器件。
过渡族金属硫化物是一种成本较低、性能高的电极材料,作者采用水热法制备了NiS的层状膜,在NiS表面电沉积CoS形成特殊的核壳结构NiS@CoS,该结构提高了活性材料的利用率,缩短了离子的扩散路径,从而促进了电极的反应动力学,提高了电化学性能。通过调整电沉积周期,可以优化NiS@CoS电极的微观形貌。电沉积5圈的复合电极具有高比电容(1 Ag-1时为1210 Fg-1),优良的高倍率性能(1 Ag-1~10 Ag-1时为82%,NiS基底仅为39%)。2000次循环后的电容保有率为87.2%。为了研究该复合材料的实际应用,将其与球状活性炭组装成NiS@CoS//AC非对称超级电容器,获得了75.9 Fg-1的高比电容,电势窗口可达1.7v,能量密度为24.1 Wh kg-1,功率密度为752.15 W kg-1。
上述工作得到了国家自然科学基金(No. 51671214, 51871238)徐州市科技计划项目 (No. KC18075)的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/admi.201901618