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无需粘结剂的高比电容三维核壳NiCo2O4@NiWO4纳米线

无需粘结剂的高比电容三维核壳NiCo2O4@NiWO4纳米线

无需粘结剂的高比电容三维核壳NiCo2O4@NiWO4纳米线

图1.材料水热合成路线图


浙江工业大学Sanming Chen等人合成出三维核壳纳米线阵列结构NiCo2O4@NiWO4材料,作者利用简单的水热合成路线在泡沫镍的表面合成出前驱体,经热处理后得到最终产物。由于材料的制备是直接沉积在电极上,与集流体形成紧密的结合,从而使其作为超级电容器电极材料时既不需要粘结剂又减少了电极材料的阻抗。NiCo2O4@NiWO4这种混合电极材料表现出优异的电化学性能。在1A/g的电流密度下表现出高达1348F/g的比电容,且在5A/g的电流密度下循环6000次后容量保持率为87.6%


无需粘结剂的高比电容三维核壳NiCo2O4@NiWO4纳米线

图2. NiCo2O4纳米线和NiCo2O4@NiWO4材料形貌


另外,其作为不对称超级电容器的电极材料,可获得最大能量密度41.5Wh/kg和最大功率密度760W/kg。作者将这种优越的超级电容器性能归结与这种材料独一无二的核壳纳米线阵列结构以及NiCo2O4纳米线与NiWO4纳米线壳的协同作用

此外,作者还探究NiWO4纳米线壳厚度对材料电化学性能的影响。通过改变NiWO4在NiCo2O4纳米线上的沉积时间,得到不同厚度的NiWO4纳米线壳。实验证明沉积时间为8h的材料的性能最优越。


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图3.NiCo2O4@NiWO4材料电化学性能


S. Chen, G. Yang, Y.A. Jia and H. zheng, Three-dimensional NiCo2O4@NiWO4 core-shell nanowire arrays for high performance supercapacitors, J. Mater. Chem. A, 2016, DOI: 10.1039/C6TA08578D.

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