在生物質(zhì)多孔碳上生長(zhǎng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)的球形鎳鈷層狀雙金屬氫氧化物粒子作為高比能不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的先進(jìn)電極師妹，把批注的地方再弄一下，同時(shí)要看一下曼芳師姐發(fā)的畢業(yè)論文要求，按那個(gè)格式來(lái)，把一些格式問(wèn)題修改一下，參考文獻(xiàn)插好。下面的圖和表格按第幾章第幾個(gè)圖的序號(hào)寫(xiě)，比如第三章第一個(gè)圖即為圖3-1師妹，把批注的地方再弄一下，同時(shí)要看一下曼芳師姐發(fā)的畢業(yè)論文要求，按那個(gè)格式來(lái)，把一些格式問(wèn)題修改一下，參考文獻(xiàn)插好。下面的圖和表格按第幾章第幾個(gè)圖的序號(hào)寫(xiě)，比如第三章第一個(gè)圖即為圖3-1摘要：鎳鈷層狀雙金屬氫氧化物(NiCo-LDHs)作為超級(jí)電容器的電活性材料，因其理論比容量高(3000Fg-1)，環(huán)境友好，成本低廉等特點(diǎn)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。然而，由于NiCo-LDHs導(dǎo)電率較低，從而導(dǎo)致低的倍率性能和較差的循環(huán)穩(wěn)定性，限制了它們?cè)趯?shí)際超級(jí)電容器中的商業(yè)應(yīng)用。在此，我們利用具有高比表面積的生物質(zhì)多孔碳(BPC)作為導(dǎo)電碳層，在NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料中，具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的球形NiCo-LDHs由自組裝的均勻納米薄片組成，并通過(guò)簡(jiǎn)單的溶劑熱反應(yīng)固定在BPC的表面。同時(shí)，詳細(xì)研究了鎳鈷摩爾比（R）對(duì)NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，由于LDH與BPC之間的協(xié)同作用，NiCo-LDHs-1/BPC電極（R=1：0.5）在1Ag-1時(shí)具有2047Fg-1的高比電容。即使在20Ag-1的高電流密度下，NiCo-LDHs/BPC電極仍具有1539Fg-1的高比電容。此外，基于NiCo-LDHs-1/BPC陰極和BPC/PPy陽(yáng)極的非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器在1Ag-1時(shí)可提供139Fg-1的高比電容，49Whkg-1的高比能量和良好的循環(huán)性能（6000次循環(huán)后容量保持率約為75.8％）。關(guān)鍵字：鎳鈷層狀雙金屬氫氧化物；分級(jí)結(jié)構(gòu)的球形形貌；生物質(zhì)多孔碳；電活性材料；不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器

HierarchicallystructuredsphericalnickelcobaltlayereddoublehydroxidesparticlesgrownonbiomassporouscarbonasanadvancedelectrodeforhighspecificenergyasymmetricsupercapacitorAbstract:Nickelcobaltlayereddoublehydroxides(NiCo-LDHs)aselectroactivematerialofsupercapacitorhaveattractedalotofattentionduringtherecentyearsbecauseoftheirhightheoreticalspecificcapacitance(3000Fg-1),environmentalfriendliness,andlowcost.However,thelowelectricalconductivityoftheNiCo-LDHsandthusleadingtolowratecapabilityandpoorcyclingstabilitylimittheircommercialapplicationinpracticalsupercapacitor.Herein,biomassporouscarbon(BPC)withahighspecificsurfaceareaisusedasaconductivecarbonlayer,andtheNiCo-LDHs/BPCcomposite,inwhichnickel-cobaltlayereddoublehydroxides(NiCo-LDHs)withhierarchicallystructuredsphericalmorphologywhichisconsistedofself-assembledhomogeneousnanosheets,areanchoredonthesurfaceofBPCbyafacilesolvothermalmethod.Atthesametime,theeffectsofnickel-cobaltmolarratio(R)ontheelectrochemicalpropertiesoftheNiCo-LDHs/BPCcompositearedetailedlystudied.IthasbeenfoundthattheNiCo-LDHs-1/BPCelectrode(R=1:0.5)possessesahighspecificcapacitanceof2047Fg-1at1Ag-1duetosynergisticeffectbetweenLDHsandBPC.Andevenatahighcurrentdensityof20Ag-1,NiCo-LDHs/BPCelectrodestillhasahighspecificcapacitanceof1539Fg-1.Besides,theasymmetricsupercapacitorbasedontheNiCo-LDHs-1/BPCcathodeandtheBPC/PPyanodedeliversahighspecificcapacitanceof139Fg-1at1Ag-1,ahighspecificenergyof49Whkg-1at1Ag-1,andgoodcyclingperformance(~75.8%retentionafter6000cycles).Keywords:Nickelcobaltlayereddoublehydroxides;Hierarchicallystructuredsphericalmorphology;Biomassporouscarbon;Electroactivematerial;Asymmetricsupercapacitors

第一章緒論1.1引言隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于能源的需求越來(lái)越大，然而由于石油、天然氣等不再生能源的潛在枯竭以及引起的溫室效應(yīng)日益嚴(yán)峻，有效地儲(chǔ)存太陽(yáng)能，風(fēng)能等可再生能源成為解決這些能源問(wèn)題的首要難關(guān)。在各種儲(chǔ)能設(shè)備中，超級(jí)電容器作為一種領(lǐng)先的電化學(xué)儲(chǔ)能裝備，由于其高的功率密度，寬的工作溫度范圍，快速的充電速率，低內(nèi)阻，高庫(kù)倫效率和極長(zhǎng)的循環(huán)壽命等特點(diǎn)備受關(guān)注[1]。其中，非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器通過(guò)利用兩種不同的電極材料，可將其工作電壓窗口擴(kuò)展到超過(guò)電解質(zhì)的熱力學(xué)分解電壓，同時(shí)能夠解決對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的能量存儲(chǔ)限制[2]，更具有應(yīng)用前景。1.2超級(jí)電容器概述1.2.1超級(jí)電容器的分類(lèi)及儲(chǔ)能機(jī)制超級(jí)電容器（Supercapacitors，簡(jiǎn)稱(chēng)SCs），也稱(chēng)為電化學(xué)電容器，是一種前沿的能量?jī)?chǔ)存裝置。SCs具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。如圖1-1所示，SCs依據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理的不同可分為三種類(lèi)型：雙電層電容器（EDLCs），贗電容器和非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器（ASCs）。非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器又分為電容型非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器和混合電容器。電容型非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器由兩個(gè)電容電極組成，而混合電容器則是由電池型法拉第電極和電容型電極組成的。圖1-1超級(jí)電容器的分類(lèi)雙電層電容器是通過(guò)在電極和電解質(zhì)之間的界面的靜電電荷吸附過(guò)程進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，贗電容器主要通過(guò)在電極材料表面快速可逆的氧化還原反應(yīng)來(lái)存儲(chǔ)電荷，并且與EDLC相比可實(shí)現(xiàn)更好的儲(chǔ)能性能，這是因?yàn)榭赡娣ɡ诜磻?yīng)的氧化態(tài)具有多樣性。但是，由于在電極和電解質(zhì)界面之間的靜電電荷吸附，EDLC的循環(huán)穩(wěn)定性更好。非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器由兩種電極材料組成，負(fù)極為雙電層材料，提供較高的功率密度；正極為贗電容材料，提供較高的能量密度。因此，可以通過(guò)結(jié)合不同電極的優(yōu)點(diǎn)以及兩個(gè)電極的不同電壓范圍來(lái)構(gòu)造ASC，以達(dá)到較高的能量密度和功率密度，從而更好地應(yīng)用于超級(jí)電容器的實(shí)際生產(chǎn)中。1.2.2超級(jí)電容器的應(yīng)用超級(jí)電容器由于其具有溫度范圍寬，循環(huán)壽命長(zhǎng)，可靠性高，能量密度高等特點(diǎn)在工業(yè)領(lǐng)域，能源領(lǐng)域，交通運(yùn)輸領(lǐng)域等方面具有廣泛應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域，其可以應(yīng)用在電梯，港口設(shè)備，起重機(jī)，叉車(chē)等方面。超級(jí)電容器可以在設(shè)備下行時(shí)，儲(chǔ)存其下降的勢(shì)能，在上升時(shí)又能迅速釋放出電能，做到了能量的最大有效利用。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，超級(jí)電容器憑借其充放電速度快，大功率放電等特點(diǎn)，在有軌電車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)等方面具有廣大前景。超級(jí)電容器在惡劣條件下依舊能穩(wěn)定工作，能滿足交通對(duì)儲(chǔ)能裝置的要求。在能源領(lǐng)域，超級(jí)電容器能適應(yīng)風(fēng)能和太陽(yáng)能的大電流波動(dòng)，更加有效的儲(chǔ)存和利用能量。1.2.3水系非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)組成及優(yōu)勢(shì)水系非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器包括陰極，陽(yáng)極，水系電解液和隔膜。非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器具有雙電層電容和法拉第電容的特征，充分利用兩個(gè)電極的不同電勢(shì)窗口，可以在充電和放電過(guò)程中最大化設(shè)備的工作電壓，從而使能量密度和功率密度顯著提高，是一種實(shí)用高效的新型能源儲(chǔ)存裝置。1.3超級(jí)電容器的電極材料超級(jí)電容器的電極材料主要分為碳材料、過(guò)渡金屬化合物、高分子導(dǎo)電聚合物和復(fù)合材料。碳材料主要作為雙電層超級(jí)電容器的電極材料，金屬氧化物和高分子導(dǎo)電聚合物主要用作贗電容器的電極材料[3-4]。1.3.1碳材料碳材料具有原材料豐富、比表面積大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低和環(huán)保低毒等優(yōu)點(diǎn)，成為了最早用于制作超級(jí)電容器的電極材料，主要包括活性炭，石墨烯，碳納米纖維，碳?xì)饽z，有序介孔碳和金屬碳化物衍生的碳等。(1)活性炭活性炭是指先將富碳材料碳化，然后再進(jìn)行活化處理而得到的碳材料?；钚蕴吭蟻?lái)源廣泛，成本低，是目前商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電極材料之一。其中，以生物質(zhì)為前驅(qū)體的活性炭，很好地解決了污染浪費(fèi)，價(jià)格高昂和不可持續(xù)的問(wèn)題。生物質(zhì)碳通常由煤，椰子殼，植物瀝青和纖維素等生物質(zhì)制得，并且由于其可調(diào)節(jié)的孔結(jié)構(gòu)，大的比表面積，低成本和環(huán)境友好而被廣泛用作超級(jí)電容器的電極材料[5,6]。(2)碳納米管碳納米管是由碳原子形成的石墨片層卷成的無(wú)縫中空管體，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度和比表面積，有利于離子和電子的快速傳輸。在超級(jí)電容器的領(lǐng)域備受人們的矚目。但是碳納米管的比表面積較小，其容量比活性炭低，另外制備高純度的碳納米管也是有一定的難度，且成本比較高，從而限制了其應(yīng)用。1.3.2過(guò)渡金屬化合物材料過(guò)渡金屬化合物，具有較高的理論比容量（>1000Fg-1），研究得較多。其中，過(guò)渡金屬氧化物作為一種典型的贗電容電極材料，其具有價(jià)態(tài)多樣化，理想比電容和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。同時(shí)，它可以通過(guò)離子與電子嵌入金屬化合物晶格的方式來(lái)儲(chǔ)存能量，使其受到廣泛關(guān)注。在過(guò)渡金屬氧化物中，氧化釕（RuO2）最早應(yīng)用在超級(jí)電容器的電極材料上。隨后氧化鎳，氧化鈷，氧化錳等都被廣泛應(yīng)用。1.3.3導(dǎo)電聚合物材料導(dǎo)電聚合物存在共軛π鍵，在充放電的過(guò)程中可以發(fā)生摻雜氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存與釋放。它最大的優(yōu)點(diǎn)是其電子信號(hào)比較好，能和其他優(yōu)異的的電容型材料復(fù)合，利用不同材料的協(xié)同作用，從而提高超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物有聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚對(duì)苯乙烯等。其優(yōu)點(diǎn)是：成本低，制備方便，柔韌性高，有良好的親和性。但是在充放電的過(guò)程中，導(dǎo)電聚合物的體積會(huì)發(fā)生變化，從而引起其循環(huán)性能不佳。1.3.4復(fù)合材料單一的材料難以同時(shí)滿足超級(jí)電容器高能量密度，高功率密度，優(yōu)異的倍率性能以及長(zhǎng)的循環(huán)性能。例如贗電容電極材料的導(dǎo)電性較差，阻礙了充放電過(guò)程中離子的傳遞，降低了其儲(chǔ)能性能。有研究表明，碳基材料與氧化還原活性材料的復(fù)合可以通過(guò)雙電層電容與法拉第電荷存儲(chǔ)機(jī)制的協(xié)同作用來(lái)完善超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。因而，許多研究將贗電容電極材料與碳材料結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮兩類(lèi)材料的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的不足，從而提高超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性能和力學(xué)性能[7]。因此，將不同的電極材料結(jié)合起來(lái)，利用不同的儲(chǔ)能機(jī)制所產(chǎn)生的協(xié)同作用，從而實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器電化學(xué)性能的提高。1.4層狀雙金屬氫氧化物概述1.4.1層狀雙金屬氫氧化物的定義層狀雙金屬氫氧化物(layereddoublehydroxides，LDHs)，是一類(lèi)陰離子型層狀功能材料，化學(xué)通式為[M2+1-XM3+X(OH)2]X+(An-)X/n·mH2O（其中M2+與M3+分別為二價(jià)和三價(jià)金屬離子，An-是插層陰離子）在金屬氫氧化物片層內(nèi)產(chǎn)生的多余正電荷被片層間的陰離子中和，同時(shí)水分子也位于夾層間，使得整個(gè)物質(zhì)形成較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。1.4.2層狀雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)LDHs的結(jié)構(gòu)主要由金屬離子的種類(lèi)與數(shù)量、插層陰離子、層間水分子等決定，圖1-2是碳酸根陰離子插層的LDHs示意圖，具備一些水滑石類(lèi)化合物通常具有的性質(zhì)，比如酸堿性、熱穩(wěn)定性、陰離子交換性和記憶效應(yīng)等。熱穩(wěn)定性是指其受熱發(fā)生分解，水分子和陰離子接連脫除，形成層狀雙金屬氧化物?；瘜W(xué)組成可調(diào)性是指層板中的二價(jià)與三價(jià)金屬離子可用半徑相近的金屬離子進(jìn)行替換，這一特性使其具有很好的界面吸附能力。圖1-2碳酸根陰離子插層的LDHs結(jié)構(gòu)示意圖1.4.3層狀雙金屬氫氧化物的應(yīng)用LDHs在吸附和催化等領(lǐng)域應(yīng)用較多，近年來(lái)LDHs在超級(jí)電容器的應(yīng)用也引起了廣泛的關(guān)注，作為超級(jí)電容器的電極材料，它能提供較大的比表面積，層板中的可變價(jià)陰離子又可以提供電化學(xué)活性位點(diǎn)，但是其電子傳導(dǎo)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不是特別理想，一種有效的改性方法就是引入導(dǎo)電性優(yōu)良，且比表面積大的電極材料，比如來(lái)源豐富、價(jià)格低廉的碳基材料，這類(lèi)復(fù)合材料相比于純的LDHs具有以下優(yōu)點(diǎn)：①大的比表面積確保質(zhì)量傳遞；②兩者之間的復(fù)合提高了化學(xué)穩(wěn)定性；③暴露更多的活性位點(diǎn)提高了電化學(xué)性能；④碳材料的三維結(jié)構(gòu)提高了電子快速傳輸能力，因而成為研究人員的研究熱點(diǎn)。在各種LDHs材料中，NiFe-LDH[8]，CoAl-LDH[9]和NiCo-LDH[10]作為贗電容器的活性材料研究最為廣泛，因?yàn)檫@些材料具有可調(diào)節(jié)的化學(xué)組成和高氧化還原活性。與單一金屬氫氧化物相比，LDHs通過(guò)引入其他金屬陽(yáng)離子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的協(xié)同作用并穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)[11]。由于Ni離子和Co離子的多種氧化態(tài)，NiCo-LDHs顯示出較大的理論電容值（＞3000Fg-1），這有利于電解質(zhì)離子的快速輸送[12]。然而，LDHs的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和實(shí)際電容仍然受到緩慢的電子傳輸速率的限制[13]。1.5本文的研究?jī)?nèi)容及意義為了解決NiCo-LDHs的導(dǎo)電率較低而導(dǎo)致的低倍率性能和較差的循環(huán)穩(wěn)定性的問(wèn)題，我們利用比表面積高的生物質(zhì)多孔碳（BPC）作為導(dǎo)電碳層，通過(guò)簡(jiǎn)便的溶劑熱法成功地制備了一系列的NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料，并詳細(xì)研究了不同鎳鈷摩爾比（R）對(duì)NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。以最優(yōu)摩爾比（R=1:0.5）的復(fù)合材料為陰極，以BPC/PPy為陽(yáng)極，組裝制備了不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器。同時(shí)，通過(guò)SEM、XRD、BET和FTIR對(duì)材料的形貌以及晶體結(jié)構(gòu)等進(jìn)行表征；利用CV、GCD、EIS和循環(huán)測(cè)試對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行研究。本論文以菱角為碳源，合成了KOH活化的生物質(zhì)多孔碳（BPC）。此外，根據(jù)不同的鎳鈷摩爾比，成功地制備了NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料。在NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料中，分級(jí)結(jié)構(gòu)的球形NiCo-LDHs具有多個(gè)電活性位點(diǎn)，可以有效地促進(jìn)電子運(yùn)輸和電解質(zhì)離子擴(kuò)散，從而產(chǎn)生高的氧化還原電容。BPC由于其高的比表面積(SSA)和良好的導(dǎo)電性而作為直接的導(dǎo)電基體，可以降低粘結(jié)劑對(duì)電極材料電容的影響。此外，NiCo-LDHs和BPC之間的協(xié)同作用可以通過(guò)不同的反應(yīng)機(jī)制來(lái)提高改善SCs的電化學(xué)性能。NiCo-LDHs與BPC的復(fù)合，充分利用了氧化還原贗電容和碳基材料的EDLC電容之間的協(xié)同作用，為制備出高能量密度，良好的倍率性能和出色的循環(huán)穩(wěn)定性的儲(chǔ)能裝置提供了有價(jià)值的探索。實(shí)驗(yàn)材料及表征方法2.1主要儀器和試劑2.1.1主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備表2.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備實(shí)驗(yàn)儀器生產(chǎn)廠家儀器型號(hào)電子天平梅特勒-托利多儀器有限公司AB104-N集熱式恒溫磁力攪拌器鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司DF-101S電熱鼓風(fēng)干燥箱上海市實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司ZK-82A電熱真空干燥箱鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司DZF-6050管式電阻爐長(zhǎng)沙實(shí)驗(yàn)電爐廠9K-1-9U離心機(jī)湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司H1850超聲波清洗儀昆山市超聲儀器有限公司KQ-250B扣式電池封口機(jī)深圳美森機(jī)電設(shè)備有限公司MS-FKJML-1A掃描電子顯微鏡日本JEOLJSM-6610LVX射線衍射儀ShimadzuLabX-6000傅里葉紅外變化儀ThemoNicolet670FT-IRBrunauer-Emmett-Teller北京吉恩光譜技術(shù)有限公司粉末壓片機(jī)天津市科器高新技術(shù)公司769YP-24B電化學(xué)工作站上海成華CHI660E電容器測(cè)試儀美國(guó)ArbinInstrumentBT3008W2.1.2主要化學(xué)試劑跟前面一樣跟前面一樣表2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要化學(xué)試劑及藥品試劑生產(chǎn)廠家規(guī)格乙醇天津市富宇精細(xì)化工有限公司AR氫氧化鉀西隴化工有限公司AR鹽酸湖南匯虹試劑有限公司AR六水硝酸鈷上海麥克林生化科技有限公司AR六水硝酸鎳上海麥克林生化科技有限公司AR聚乙烯吡咯烷酮（PVP）湖南匯虹試劑有限公司AR無(wú)水甲醇西安天茂化工有限公司AR菱角本地市場(chǎng)購(gòu)入/十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司AR吡咯上海展云化工有限公司AR過(guò)硫酸銨西隴化工有限公司AR乙炔黑長(zhǎng)沙市海榮電子材料有限公司AR聚偏氟乙烯（PVDF）廣州立昌氟塑料有限公司CPN-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）山東慶石化學(xué)科技有限公司AR實(shí)驗(yàn)所采用的水均為蒸餾水。2.2物理表征方法掃描電子顯微鏡（SEM），它是利用發(fā)射出的高能電子束與樣品表面的相互作用而對(duì)樣品表面形貌進(jìn)行分析的一種方法。我們用其來(lái)表征BPC、NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的形貌、顆粒尺寸及其均勻程度等。X射線衍射儀（XRD）是利用單色X射線入射到晶體中，由具有不同晶格的原子產(chǎn)生的散射X射線之間相互干涉，并會(huì)產(chǎn)生特殊的的X射線衍射，根據(jù)這些衍射線，可以分析晶體的結(jié)構(gòu)。傅里葉紅外光譜儀是利用記錄光源的干涉圖，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)干涉圖進(jìn)行快速傅立葉變換計(jì)算，從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖，由特征吸收譜帶頻率的變化推測(cè)臨近的基團(tuán)或鍵，進(jìn)而確定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)。BET測(cè)試儀采用快捷高效的連續(xù)流動(dòng)法氮吸附測(cè)量原理，廣泛適用于粉體顆粒材料的比表面積分析測(cè)試，我們用來(lái)記錄樣品的比表面積大小、孔徑大小及分布的均勻狀況。2.3電化學(xué)性能測(cè)試電極材料的電化學(xué)性能，包括循環(huán)伏安法測(cè)試（CV）、恒電流充放電測(cè)試（GCD）和阻抗測(cè)試（EIS），都是通過(guò)帶有三電極系統(tǒng)的電化學(xué)工作站（CHI660E，上海成華）測(cè)量的。將制備好的電極，Pt電極和Hg/HgO電極分別作為工作電極，對(duì)電極和參比電極，浸入6MKOH溶液中，在5mVs-1的掃描速率、0~0.6V（vs.Hg/HgO）的電壓窗口下進(jìn)行檢測(cè)。其中，恒電流充放電測(cè)試(GCD)是評(píng)估電容器電容性能最為直接有效的測(cè)試手段，在恒電流條件下對(duì)被測(cè)電極進(jìn)行充放電操作，記錄其電位隨時(shí)間的變化規(guī)律，進(jìn)而研究電極的充放電性能，計(jì)算其實(shí)際的比容量。由恒電流充放電曲線（GCD），根據(jù)下列公式式（1）~（3），可計(jì)算出比電容（C），比能量（E）和比功率（P）。(1)(2)(3)其中C是電容值（Fg-1），Δt是放電時(shí)間（s），I是電流（A），M是活性物質(zhì)的總質(zhì)量（g），V是ASC的電壓窗口（V），E（Whkg-1）和P（Wkg-1）為設(shè)備的比能量和比功率。2.4電極的制備和非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的組裝陰極和陽(yáng)極的制備：將所制備的NiCo-LDHs-1、NiCo-LDHs/BPC和BPC/PPy材料（活性材料）、乙炔黑（導(dǎo)電劑）、PVDF（粘結(jié)劑）以7：2：1的比例加入到稱(chēng)量瓶中，并加入一定量的NMP，在室溫下攪拌3h以形成均勻的漿料，然后將其涂覆在鎳泡沫（1×1cm2）上，在60℃的條件下真空干燥12h，隨后在15MPa的壓力下保持30s，即得到所需要的陰極和陽(yáng)極極片。陰極的活性物質(zhì)負(fù)載約為1.2mg，而陽(yáng)極的活性物質(zhì)質(zhì)量是根據(jù)電荷平衡理論確定的（約為7.2g）。非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的組裝：NiCo-LDHs-1/BPC，BPC/PPy，6MKOH和纖維素紙分別用作陰極，陽(yáng)極，電解液和隔膜。該設(shè)備表示為NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC。在組裝不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器之前，在電勢(shì)窗口為-1.0-0V的三電極系統(tǒng)中檢測(cè)了BPC和BPC/PPy電極的電化學(xué)性能。材料的制備及其性能研究3.1電極活性材料的制備3.1.1生物質(zhì)衍生的多孔碳（BPC）的制備所有化學(xué)試劑無(wú)需進(jìn)一步純化即可直接使用。用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌菱角的表面，并在80℃下真空干燥12h。將干燥的菱角加熱至800℃，并在氮?dú)鈿夥障绿蓟?小時(shí)，直到降至室溫，研磨成粉末。然后，將粉末與氫氧化鉀（KOH）以1：5的質(zhì)量比混合，并將混合物在氮?dú)鈿夥罩杏?50℃處理2h。將所得的混合物在5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸（HCl）溶液中攪拌12h，并用去離子水洗滌至中性以除去殘留的KOH，從而獲得BPC。3.1.2NiCo-LDHs/BPC的制備1mMNi（NO3）2·6H2O，0.5mMCo（NO3）2·6H2O，0.5gPVP，和0.02gBPC溶解于60mL無(wú)水甲醇溶液中，超聲處理20min，并轉(zhuǎn)移到80mL的反應(yīng)釜中，然后在180℃加熱12h，得到的產(chǎn)物（NiCo-LDHs-1/BPC）（R=1：0.5）用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，最后在真空干燥箱中于60℃干燥12小時(shí)。為了研究鎳鈷摩爾比對(duì)材料性能的影響，通過(guò)上述類(lèi)似實(shí)驗(yàn)步驟合成了NiCo-LDHs-2/BPC（R=1：1）和NiCo-LDHs-3/BPC（R=1：2）。為了進(jìn)行比較，還使用相似的實(shí)驗(yàn)方法制備了不添加BPC的樣品（稱(chēng)為NiCo-LDHs-1）。3.1.3BPC/PPy的制備通過(guò)超聲處理將0.02g十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和0.1gBPC分散在250mL蒸餾水中。在0℃下，將0.4mL吡咯單體滴入上述溶液中，并連續(xù)攪拌20min。然后，將過(guò)硫酸銨（(NH4)2S2O8）溶解在40mL蒸餾水中（過(guò)硫酸銨：吡咯=2：1），并逐滴添加至先前的溶液中以引發(fā)聚合反應(yīng)，然后在0~5℃下攪拌12h。用蒸餾水和乙醇將樣品洗滌至中性，然后在60℃下真空干燥12h，從而獲得BPC/PPy復(fù)合材料。3.2結(jié)構(gòu)表征BPC是通過(guò)干燥碳化和KOH活化兩個(gè)過(guò)程制備而成，并作為NiCo-LDHs的導(dǎo)電基底。由于奧斯特瓦爾德（Ostwald）熟化，具有分級(jí)球形形貌的NiCo-LDHs由自組裝的均勻納米片組成，并通過(guò)簡(jiǎn)單的一步溶劑熱法直接沉積在BPC的表面。在溶劑熱過(guò)程中，由于以下氧化還原反應(yīng)，氫氧根離子的量將不斷增加：4CH3OHNO3-4HCHONH32H2OOH-(4)Ni2+和Co2+與OH-反應(yīng)，生成附著在BPC表面的氫氧化物單體，發(fā)生羥化反應(yīng)形成初級(jí)納米粒子。由于存在納米級(jí)的高表面能，新的納米粒子趨于聚集并產(chǎn)生更大的粒子。隨著初級(jí)粒子聚集，形成一個(gè)納米片，許多納米片則自組裝成微米級(jí)的分級(jí)球形形態(tài)，可以有效地暴露更多的活性位點(diǎn)，并縮短電解質(zhì)離子的擴(kuò)散路徑[14]。其中，電荷平衡陰離子（NO3-）的存在形式為NiCo-LDHs中間層中的嵌入陰離子[15]。此外，添加BPC可以大大增加NiCo-LDHs/BPC的比表面積和電導(dǎo)率，從而實(shí)現(xiàn)有效的電荷存儲(chǔ)。通常，鎳鈷摩爾比對(duì)NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的電化學(xué)性能具有重要影響。用SEM對(duì)獲得的NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC的形態(tài)進(jìn)行了表征。在圖3-1（a）中，純的NiCo-LDHs-1顯示出均勻的球形形態(tài)。圖3-1（b-d）顯示了NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCoLDHs-3/BPC的SEM圖像?？梢郧宄乜吹剑越M裝的NiCo-LDHs微球均勻地錨定在BPC導(dǎo)電碳層的表面。但是，微球的直徑和納米片的厚度與鎳鈷摩爾比有關(guān)，因?yàn)樗鼘?duì)原始納米粒子的形成，納米片的產(chǎn)生以及由于奧斯特瓦爾德熟化而產(chǎn)生的自組裝具有重要的影響[15,16]。合成后的NiCo-LDHs-1/BPC在不同放大倍數(shù)下的SEM圖像如圖3-1（e-f）所示，該圖像明確表明，與NiCo-LDHs-2/BPC和NiCo-LDHs-3/BPC相比，該樣品由大小分布相對(duì)較窄的均勻微球組成（直徑范圍為1.0至1.3μm，平均尺寸約為1.2μm）。每個(gè)微球由許多自組裝納米片（厚度約20至30nm）組成。此外，圖3-1（g-l）顯示了NiCo-LDHs-1/BPC微球的元素映射，進(jìn)一步表明NiCo-LDHs-1/BPC復(fù)合材料中Ni，Co和O元素的均勻分布，并且說(shuō)明了C、N元素存在于該復(fù)合材料中。顯然，以上結(jié)果清楚地證明了所有元素均分布在NiCo-LDHs納米片中，并且BPC作為導(dǎo)電碳層已成功與NiCo-LDHs復(fù)合。同時(shí)，BPC的形貌如圖3-2(a)所示，可以看出其具有不規(guī)則的微米級(jí)塊狀形態(tài)，且?guī)в胸S富且大小不同的孔結(jié)構(gòu)，這可能是KOH進(jìn)行化學(xué)活化和菱角本身復(fù)雜的中觀/宏觀結(jié)構(gòu)的共同結(jié)果。BPC豐富的孔結(jié)構(gòu)，可以顯著提高比表面積，也明顯加快了電解質(zhì)離子的傳輸速度，從而為NiCo-LDHs提供了理想的導(dǎo)電基底。此外，通過(guò)XRD研究了BPC的晶體結(jié)構(gòu)。從圖3-2(b)中BPC的XRD圖可以看出，BPC是無(wú)定形多孔碳材料[17]。圖3-1.（a）NiCo-LDHs-1，（b）NiCo-LDHs-2/BPC，（c）NiCo-LDHs-3/BPC和（d）NiCo-LDHs-3/BPC的SEM圖像；（e-f）NiCo-LDHs-1/BPC在不同放大倍數(shù)下的SEM圖像，（g-l）NiCo-LDHs-1/BPC的C，N，Ni，Co和O元素的EDS映射。圖3-2（c）是NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCo-LDHs-3/BPC樣品的XRD圖。可以看出，在2θ值為11.2°，22.7°，33.7°，38.1°，45.4°，58.8°和60.1°處的衍射峰可以索引為（003），（006），（009），（015），（018），（110）和（113）晶面，與NiCo-LDHs的典型衍射峰相同，并且類(lèi)似于α-Ni（OH）2（JCPDSNo.38-0715）[18]。因此，這些結(jié)果清楚地表明，所制備的樣品是典型的水滑石狀層狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，NiCo-LDHs/BPC的尖峰和窄特征峰表明復(fù)合材料具有更高的結(jié)晶度。由于BPC的無(wú)定形多孔結(jié)構(gòu)，NiCo-LDHs/BPC的XRD圖譜中沒(méi)有出現(xiàn)額外的峰，因此證明了水滑石狀層狀結(jié)構(gòu)NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的成功合成。圖3-2.（a）BPC的SEM圖像；（b）BPC的XRD圖；（c）NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC，NiCo-LDHs-3/BPC的XRD圖；（d）NiCo-LDHs-1/BPC的FTIR光譜。圖3-2（d）顯示了獲得的NiCo-LDHs-1/BPC的FTIR圖譜?？梢钥吹?，集中在3444cm-1處的寬峰歸因于吸收水和氫帶基團(tuán)的O-H拉伸振動(dòng)，1644cm-1處的峰可歸因于分子水的彎曲振動(dòng)。此外，位于1384和1076cm-1處的峰反映了NiCo-LDHs中抗衡陰離子硝酸鹽基團(tuán)NO3-的不對(duì)稱(chēng)v3振動(dòng)。2867和2799cm-1處的峰屬于C-H拉伸。小于800cm-1的峰歸因于M-O（M=Co，Ni）鍵的拉伸振動(dòng)和M-OH（M=Co，Ni）鍵的彎曲振動(dòng)。1283cm-1處的峰可歸因于BPC的C-O拉伸振動(dòng)。上述FTIR結(jié)果證實(shí)了NiCo-LDHs-1/BPC樣品中存在C，N和O元素，這與元素映射的結(jié)果一致。此外，F(xiàn)TIR光譜表明，在制備類(lèi)水滑石狀層狀結(jié)構(gòu)NiCo-LDHs-1的過(guò)程中，NiCo-LDHs-1/BPC樣品中的硝酸根（NO3-）和H2O是由于晶格中引入了陰離子（NO3-）和H2O分子[19]。圖3-3.（a）BPC和（b）NiCo-LDHs-1的氮?dú)馕?解吸等溫線，插圖顯示其相應(yīng)的孔徑分布曲線；（c）氮?dú)馕?解吸等溫線和（d）NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCo-LDHs-3/BPC的孔徑分布曲線。表3-1BPC，NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCo-LDHs-3/BPC的比表面積和總孔體積樣品BPCNiCo-LDHs-1NiCo-LDHs-1/BPCNiCo-LDHs-2/BPCNiCo-LDHs-3/BPC比表面積(m2?g?1)2181.543.7136.6131.7121.4總孔體積(cm3?g?1)1.02980.13130.18180.11120.1270在圖3-3（a）中，BPC的N2吸附/解吸等溫線顯示典型的IV等溫線，具有明顯的H4磁滯回線，表明存在介孔，微孔和大孔。并且，孔徑分布曲線顯示BPC的平均孔徑為約2.75nm，從而表明多孔結(jié)構(gòu)主要是介孔。此外，圖3-3（b-c）中的NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC樣品的N2吸附/解吸等溫線表現(xiàn)出典型的IV等溫線，并具有明顯的H3磁滯回線，表明在樣品中存在大量的介孔結(jié)構(gòu)。高相對(duì)壓力區(qū)的急劇上升趨勢(shì)表明在NiCo-LDHs/BPC樣品中可能存在大孔。而NiCo-LDHs-1的孔徑分布曲線表明，孔結(jié)構(gòu)完全為介孔。NiCo-LDHs-1樣品中不存在微孔和大孔，從而證明NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的微孔和大孔源自BPC。制備的NiCo-LDHs/BPC的孔徑分布繪制在圖3-3(d)中，表明存在微孔，中孔和大孔。此外，所有樣品的比表面積和總孔體積列于表3-1。可以清楚地觀察到，合成后的BPC，NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC樣品的比表面積分別為2181.5m2不需要空格，就只有數(shù)字與單位之間需要空格g-1，43.7m2g-1，136.6m2g-1，131.7m2g-1和121.4m2g-1。所獲得的BPC，NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC樣品的相應(yīng)孔體積分別為1.0298cm3g-1、0.1313cm3g-1、0.1818cm3g-1、0.1112cm3g-1和0.1270cm3g-1。顯然，隨著B(niǎo)PC引入到NiCo-LDHs中，由于BPC較高的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，使得NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的比表面積增加。特別是，NiCo-LDHs-1/BPC樣品（R=1：0.5）比其他樣品具有更高的比表面積和更大的孔體積，這將有利于促進(jìn)與NiCo-LDHs/BPC和電解質(zhì)的接觸并改善電極潤(rùn)濕性。不需要空格，就只有數(shù)字與單位之間需要空格3.3NiCo-LDHs-1/BPC電極的電化學(xué)性能分析使用6MKOH作為電解液，在三電極系統(tǒng)下評(píng)估了所制備的NiCo-LDHs和NiCo-LDHs/BPC電極的電化學(xué)性能。圖3-4(a)為NiCo-LDHs-1和NiCo-LDHs/BPC電極的CV曲線，其在5mVs-1下以0~0.6V（vs.Hg/HgO）的電壓窗口進(jìn)行測(cè)試。可以發(fā)現(xiàn)，所有電極均具有一對(duì)氧化還原峰，這代表了明顯的贗電容行為。同時(shí)可以觀察到，NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料的峰值電位發(fā)生了偏離，這可能是由于不同鎳鈷摩爾比的NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料具有不同的電化學(xué)活性位點(diǎn)。NiCo-LDHs-1/BPC電極具有比其他電極更大的峰強(qiáng)度，這意味著其比電容值更高，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)更快。NiCo-LDHs的氧化還原反應(yīng)過(guò)程通常可以表示如下[20]:Ni(OH)2+OH-NiOOH+H2O+e-(5)Co(OH)2+OH-CoOOH+H2O+e-(6)CoOOH+OH-CoO2+H2O+e-(7)圖3-4(b)為NiCo-LDHs-1/BPC電極在不同掃描速率下的CV曲線。可以清晰地觀察到幾個(gè)明顯的氧化還原峰，這歸因于鎳離子和鈷離子的一系列氧化還原反應(yīng)。此外，隨著掃描速率的增加，陽(yáng)極和陰極的峰分別向更高的正電壓或負(fù)電壓移動(dòng)，這可能是電解質(zhì)離子滲透不足造成的[21]。圖3-4.（a）NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCo-LDHs-3/BPC在5mVs-1時(shí)的CV曲線；(b）NiCo-LDHs-1/BPC的CV曲線從2到10mVs-1；（c）NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC和NiCoLDHs-3/BPC在2Ag-1時(shí)的GCD曲線；（d）NiCo-LDHs-1/BPC在0.5至30Ag-1時(shí)的GCD曲線；（e）NiCo-LDHs-1，NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC，NiCo-LDHs-3/BPC在各種電流密度下的比電容；（f）NiCo-LDHs-1/BPC，NiCo-LDHs-2/BPC，NiCo-LDHs-3/BPC的Nyquist圖NiCo-LDHs-1/BPC，/的前后不要空格。NiCo-LDHs-1/BPC，/的前后不要空格圖3-4(c)的GCD曲線表明，與NiCo-LDHs-1電極（382s），NiCo-LDHs-2/BPC電極（325s）和NiCo-LDHs-3/BPC電極（268s）相比（vs.Hg/HgO），NiCo-LDHs-1/BPC電極的放電時(shí)間最長(zhǎng)（403s），說(shuō)明NiCo-LDHs-1/BPC電極具有更高的比電容，這可以歸結(jié)為分級(jí)結(jié)構(gòu)中活性位點(diǎn)的增強(qiáng)。NiCo-LDHs-1/BPC電極的GCD曲線（圖3-4d）表明，當(dāng)電流密度為1.0，2.0，3.0，5.0，10，20Ag-1時(shí)，其比電容分別達(dá)到2047，2028，2022，1966，1913，1537Fg-1。由此可見(jiàn)，NiCo-LDHs-1/BPC電極的比電容值明顯高于部分過(guò)渡金屬氫氧化物。值得注意的是，圖3-4（e）繪制了不同電極的相應(yīng)比電容隨電流密度變化的曲線。與不添加BPC的NiCo-LDHs-1電極相比（初始容量的36％），NiCo-LDHs-1/BPC電極在電流密度從1.0Ag-1增加到20Ag-1時(shí)仍保持高比電容（初始值的75％）。因此，以上結(jié)果證實(shí)了將BPC引入到適當(dāng)比例的NiCo-LDHs樣品中可以有效地提高了速率能力。之后，不同Ni/Co摩爾比的NiCo-LDHs/BPC電極的Nyquist圖顯示在圖3-4(f)中?？梢钥闯觯诟哳l區(qū)域與NiCo-LDHs-2/BPC電極(Rs=0.726Ω，Rct=0.124Ω)和NiCo-LDHs-3/BPC電極(Rs=0.701Ω,，Rct=0.132Ω)相比，NiCo-LDHs-1/BPC電極具有更小的等效串聯(lián)電阻（Rs=0.667Ω）和更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct=0.089Ω），暗示了更高的電子傳輸動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)的可逆性。EIS圖譜中NiCo-LDHs-1/BPC電極的斜率比其他電極大得多，這表明Warbury電阻（Rw）較小，表明法拉第反應(yīng)期間電解質(zhì)離子的有效擴(kuò)散。因此，EIS分析進(jìn)一步證明了NiCo-LDHs-1/BPC電極可以實(shí)現(xiàn)更好的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和更有效的離子擴(kuò)散能力。3.4NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC的電化學(xué)性能這一部分也需要翻譯加入進(jìn)來(lái)，圖6可以刪掉，不用翻譯，從圖七那一部分開(kāi)始翻譯這一部分也需要翻譯加入進(jìn)來(lái)，圖6可以刪掉，不用翻譯，從圖七那一部分開(kāi)始翻譯圖3-5.（a）BPC/PPy在0.5至20Ag-1的不同電流密度下的GCD曲線；（b）NiCo-LDHs-1/BPC和BPC/PPy電極的CV曲線，掃描速率為5mVs-1；（c）在5mVs-1時(shí)具有不同電勢(shì)窗口的NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC的CV曲線；（d）在5-50mVs-1時(shí)具有不同掃描速率的ASC的CV曲線；（e）在1至20Ag-1的不同電流密度下ASC的GCD曲線；（f）在不同電流密度下ASC的相應(yīng)比電容。/和，/和，問(wèn)題，跟上面一樣如圖3-5（a）所示，由于PPy的氧化還原反應(yīng)，在不同電流密度下BPC/PPy電極的GCD曲線顯示出變形的三角形。相應(yīng)地，在電流密度為0.5，1.0，2.0，5.0，和10Ag-1時(shí)，BPC/PPy電極的比電容分別為172、133、113、93和78Fg-1。圖3-5(b)顯示了在三電極系統(tǒng)中掃描速率為5mVs-1時(shí)NiCo-LDHs-1/BPC電極（0-0.6V）和BPC/PPy電極（-1.0-0V）的CV曲線，ASC設(shè)備在5mVs-1的掃描速率下，不同的電勢(shì)窗口的CV曲線如圖3-5(c)所示，這表明穩(wěn)定的工作電壓可以擴(kuò)展到1.7V。當(dāng)電壓窗口高達(dá)1.8V時(shí)，會(huì)發(fā)生ASC器件明顯的極化現(xiàn)象。氧化還原峰（0.8-1.2V）的存在表明明顯的贗電容行為。如圖3-5d所示，電位范圍為0V至1.7V的ASC器件的CV曲線表明NiCo-LDHs1/BPC//BPC/PPyASC的電容行為是氧化還原贗電容行為和EDLC電容行為共同貢獻(xiàn)的結(jié)果。NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC裝置的電化學(xué)性能也通過(guò)恒電流充放電測(cè)試進(jìn)行了評(píng)估，如圖3-5(e)所示，GCD曲線幾乎是對(duì)稱(chēng)的，這清楚地表明了很高的電化學(xué)可逆性。當(dāng)電流密度為0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8、10和20Ag-1，組裝后的ASC器件的比電容值分別高達(dá)144、139、132、125、121、117、111和98Fg-1，特別是，在電流密度范圍為1.0至20Ag-1時(shí)NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC保持了較高的電容值（初始容量的70.5％）。圖3-6.（a）與NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPy不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的能量和功率密度相關(guān)的Ragone圖；（b）NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPy不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的循環(huán)性能和庫(kù)倫效率。字體大小應(yīng)與前面圖注一致字體大小應(yīng)與前面圖注一致如圖3-6(a)所示，當(dāng)比功率為399Wkg-1（在0.5Ag-1時(shí)），其比能量為51Whkg-1，當(dāng)比功率達(dá)到14736Wkg-1時(shí)，比能量仍可達(dá)到29Whkg-1。因此，NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC在水系電解液中的比能量要優(yōu)于最近有關(guān)LDH和相關(guān)材料的報(bào)道，例如CC@NiCo2Al-LDH//CC@ZPCASC[28](44Whkg-1，462Wkg-1時(shí))這個(gè)格式是正確的，下面的按這個(gè)改好，NiCoLDH–rGO/Ni//AC[18](40.54Whkg-1，206.5Wkg-1時(shí))PANI/NiCo-LDH//AC[29](46.0Whkg-1，351.6Wkg-1時(shí))，NCLP@NiMn-LDH//AC[30](42.2Whkg-1，750Wkg-1時(shí))，HCNs@NiCo-LDH//graphene[31](47.07Whkg-1，699.77Wkg-1時(shí))，NiCoLDHs//AC[32](36.2Whkg-1，150Wkg-1時(shí))，CoAl-LDH/GF//AEG[33](28Whkg-1，1420Wkg-1時(shí))，和CNTs@NiCo-LDH//ZIF-8[34](37.38Whkg-1，800Wkg-1時(shí))。NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC在1Ag-1的電流密度下的循環(huán)特性和庫(kù)倫效率在圖3-6(b)中進(jìn)行了評(píng)估。可以清楚地觀察到，NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC顯示出顯著的循環(huán)特性，在6000次循環(huán)后，電容保持率約為75.8％。其中，電容的損耗可能歸因于循環(huán)充電和放電過(guò)程中電極材料的結(jié)塊或拆卸。同時(shí)，該設(shè)備的庫(kù)侖效率接近100％。因此，以上良好的結(jié)果再次證明，NiCo-LDHs-1/BPC//BPC/PPyASC具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性和高能量密度，是很有前景的儲(chǔ)能設(shè)備。這個(gè)格式是正確的，下面的按這個(gè)改好3.5結(jié)論通過(guò)將NiCo-LDHs顆粒固定在BPC的表面，成功制備了具有球形形貌的NiCo-LDHs，該NiCo-LDHs由自組裝的均勻納米片組成。同時(shí)，詳細(xì)地研究了Ni/Co摩爾比（R）對(duì)NiCo-LDHs/BPC復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，最佳摩爾比（R=1：0.5）的NiCo-LDHS-1/BPC電極在1.0Ag-1時(shí)具有2047Fg-1的高比電容值；即使在20Ag-1的大電流密度下，NiCo-LDHs-1/BPC電極仍具有1539Fg-1的高比電容?；贜iCo-LDH-1/BPC陰極和BPC/PPy陽(yáng)極組裝的ASC，可實(shí)現(xiàn)非常高的比電容（在1Ag-1的電流密度下，比電容為139Fg-1），高的比能量（比功率為797Wkg-1時(shí)，比能量為49.0Whkg-1）以及出色的循環(huán)穩(wěn)定性。因此，這項(xiàng)工作為充分利用鎳鈷層狀雙金屬氫氧化物的氧化還原贗電容和碳基材料的雙電層電容，制備出高能量密度，良好的倍率性能和出色的循環(huán)穩(wěn)定性的儲(chǔ)能裝置提供了有價(jià)值的探索。參考文獻(xiàn)[1]B．Anasori，M．R．Lukatskaya，Y．Gogotsi，2Dmetalcarbidesandnitrides(MXenes)forenergystorage[J]．NatureReviewsMaterials，2017，2，1·16．[2]X．Zhang，L．Hou，A．Ciesielski，P．Samori，2DMaterialsBeyondGrapheneforHigh—PerformanceEnergyStorageApplications[J]．AdvancedEnergyMaterials，2016，6，1600671．[3]BasnayakaPA，RamMK．AReviewofSupercapacitorEnergyStorageUsingNanohybridConductingPolymersandCarbonElectrodeMaterials[M]．ConductingPolymerHybrids．2017：165-192[4]FarajiS，AniFN．Microwave·assistedsynthesisofmetaloxide／hydroxidecompositeelectrodesforhipowersupercapacitors-Areview[J]．JournalofPowerSources，2014，263：338-360．[5]M.Chen,S.Jiang,C.Huang,X.Wang,S.Cai,K.Xiang,Y.Zhang,andJ.Xue,Honeycomb-likenitrogenandsulfurdual-dopedhierarchicalporousbiomass-derivedcarbonforlithium–sulfurbatteries,ChemSus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