過渡金屬化合物通過可逆法拉第反應儲能，可提供高于碳材料10~100倍的比容量，被認為是極具發(fā)展前途的電極材料。其中，Ni、Co的氫氧化物作為電池型電極材料，具有較高的理論比容量，且其原料來源廣、合成方法簡單，近年來被廣泛研究。
中科院過程所胡超權研究小組通過簡單水熱法一步合成了均勻的超薄六角鈷鎳雙金屬氫氧化物納米片（Co0.32Ni0.68(OH)2）（圖1a）。將其與活性炭組裝成非對稱超級電容器，展現(xiàn)出優(yōu)異的性能（圖1b）。
圖1. Co0.32Ni0.68(OH)2的(a) SEM圖和 (b) 電化學應用性能 作者探討了Co/Ni比例對材料結構特性及電化學應用性能的影響，如圖2所示，Ni比例增加，材料粒徑和厚度都減小，得到具有較大層間距和孔徑的超薄納米片。 圖2 (a) Co(OH)2, (b) Co0.55Ni0.45(OH)2, (c) Co0.32Ni0.68(OH)2的TEM圖, (d) Co0.55Ni0.45(OH)2, (e) Co0.32Ni0.68(OH)2的EDS面掃描圖, Co0.32Ni0.68(OH)2的(f) HRTEM圖 和 (內部圖) 對應的 SAED 圖 DFT理論計算（圖3）表明，Ni比例增加能極大減小能帶寬度，更有利于提高載流子濃度，進而提升導電性。 圖3 (a) Co(OH)2, (b) Co0.55Ni0.45(OH)2 和 (c) Co0.32Ni0.68(OH)2的DOS圖 Co0.32Ni0.68(OH)2超薄二維納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，其比容量 (1021.96 C/g, 0.5 A/g) 相較于Co(OH)2 (83.23 C/g) 提高約12倍（圖4a）。將其組裝成非對稱超級電容器，在1.68 kW/kg功率密度下能量密度達到54.97 W h/kg，并且在32.66 kW/kg的功率密度下仍能保持33.52 W h/kg的高能量密度。作者還以電化學原位紅外裝置（圖4b）直觀觀測了Co0.32Ni0.68(OH)2在充放電過程中可逆的變化（結果如圖4c所示）。該研究不但提供了一種簡單的高性能NiCo基電極材料的合成方法，還為NiCo基材料性能提升及儲能增強機制的研究提供了參考。 圖4 (a) Co(OH)2, Co0.55Ni0.45(OH)2, 和Co0.32Ni0.68(OH)2 在 0.5–10 A/g下的比容量, (b) 電化學原位紅外裝置示意圖和 (c) Co0.32Ni0.68(OH)2 在充放電過程中的原位紅外圖 論文信息 Cobalt-Nickel Ultrathin Hexagonal Nanosheets for High-performance Asymmetric Supercapacitors Dr. Xuebing Xu, Dr. Yang Song, Dr. Chaoquan Hu, Dr. Mingyuan Shao, Dr. Chang Li ChemElectroChem DOI: 10.1002/celc.202300023
