AEM：在结晶Ni（OH）Cl中掺入间隙碳原子和石墨烯量子点用于超稳定和超高速率超级电容器
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尽管镍基材料的理论容量很高，但它们受到结构退化、本征电导率低和动力学缓慢等问题的阻碍，导致稳定性和速率性能较差。近日，中国石油大学（华东）范壮军、魏彤、上海交通大学高文旆、合肥综合性国家科学中心能源研究院王传庆、扬州大学刘征提出，掺入间隙碳原子（ICAs）和石墨烯量子点（GQDs）的Ni（OH）Cl ICA GQDs可以从根本上逆转其结构稳定性和电子输运能力。
本文要点：
1) ICAs可以诱导晶格微应变，调节键长和键角，从而在碱性甚至酸性条件下改善结构稳定性。GQDs促进了微导电电路的形成，优化了电子结构和氧化还原动力学。
2) 因此，Ni（OH）Cl ICA GQDs电极实现了卓越的循环稳定性（20000次循环后保留率为91.5%，而Ni（OH，Cl）在2000次循环后保持率为70.3%）和出色的倍率性能（100 A g−1时为312C g−l，Ni（OH）Cl在50 A g−1时为109C g−1）。此外，Ni（OH）Cl ICA GQD//AC混合超级电容器实现了41.5 kW kg−1的超高功率密度和28.8 Wh kg−l的能量密度，超过了大多数镍基超级电容器。
Guanwen Wang et.al Incorporating Interstitial Carbon Atoms and Graphene Quantum Dots in Crystalline Ni(OH)Cl for Ultrastable and Superior Rate Supercapacitors Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202405378
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