作為具有豐富法拉第氧化還原反應(yīng)的顯著贗電容材料，Ni-Co雙金屬化合物作為高性能電池型超級電容器電極引起了廣泛的研究興趣。在此，我們報告了一種通過同時磷化和硫化過程構(gòu)建雙金屬磷硫化物來增強(qiáng)超級電容器儲能能力的策略。與單一磷化物相比，NiCo-P/S 的雙金屬磷硫化物呈現(xiàn)出高度多孔和中空的納米顆粒結(jié)構(gòu)，這使得電化學(xué)反應(yīng)更加活躍。 結(jié)果表明，磷化物和硫化物相的共存可以調(diào)節(jié)電荷分布以提高電子傳輸能力。此外，還證明了將NiCo-LDH前體預(yù)煅燒成NiCo氧化物是實現(xiàn)充分磷化或硫化所必需的。通過NiCo-P/S中空納米顆粒錨定到CNT/rGO混合網(wǎng)絡(luò)中，展示了優(yōu)異的電容性能，表現(xiàn)出顯著的容量（698.6 C g
-1在1 A g
-1）以及有希望的倍率性能（容量保持率為 61.5%在20 A g
-1) 作為超級電容器的電極材料。還制造了采用NiCo−P/S@C@G復(fù)合材料的非對稱超級電容器裝置。該器件在高功率密度下表現(xiàn)出良好的能量密度，并且能夠為發(fā)光二極管(LED)供電幾分鐘，證明了該復(fù)合材料具有出色的實用性能。
圖 1. NCP@C@G 和 NCPS@C@G 的制造過程示意圖。
圖 2.(a)NCP@C@G和NCPS@C@G的XRD譜圖和(b)N
2吸附-解吸曲線。(b)的插圖顯示了孔徑分布。
圖 3.(a)ZIF-67,(b)ZIF-67@CNT, (c)NiCo-LDH@C@G,(d)NCO@C@G,(e)NCP@C@G的SEM圖像 ，和(f)NCPS@C@G。(g)SEM-BSE圖像和相應(yīng)的NCPS@C@G的Ni、Co、P、C 和 S元素映射。
圖 4. (a, c) NCP@C@G和(b, d)NCPS@C@G的TEM 圖像。(e)NCP@C@G 和(f)NCPS@C@G的SAED 模式。(g, h) HRTEM圖像，(i)快速傅立葉變換，(j)EDX圖和(k)NCPS@C@G的EDX光譜。
圖5.磷硫化處理過程中的Kirkendall效應(yīng)示意圖。
圖 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高分辨率光譜 G。(f) NCPS@C@G中S 2p的XPS高分辨率光譜。
圖 7. (a) CV曲線、(b) GCD曲線和 (c) NCP−OH@C@G、NCPS−OH@C@G、NCP@C@G和 NCPS@C@G的EIS光譜。（d）NCPS@C@G 的GCD曲線和（e）CV曲線。(f)NCP-OH@C@G、NCPS-OH@C@G、NCP@C@G和NCPS@C@G電極的比電容。
圖 8. (a) NCPS@C@G//AC ASC設(shè)備示意圖。NCPS@C@G//AC ASC的性能：(b) 10 mV s
−1不同電壓下測得的CV曲線，(c)不同掃描速率下的CV曲線，(d)不同電流密度下的GCD曲線??，(f)比電容，和(e) Ragone圖。
圖 9. (a) NCPS@C@G//AC 器件的電容保持率。(a)的插圖是最后五個循環(huán)的GCD曲線。(b)驅(qū)動 LED 指示燈的設(shè)備的照片。
相關(guān)科研成果由中國地質(zhì)大學(xué)Yihe Zhang和Li Sun等人于2021年發(fā)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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