NiCo-LDH复合碳布柔性电极的制备及性能

摘要

新型柔性超级电容器具有在连续的弯曲和高强度的拉伸条件下依旧稳定工作的性能，成为柔性储能器件的研究热点。柔性电极是柔性超级电容器的关键组成部分，直接决定了器件的电化学性能。碳布具有稳定的电化学性能、高机械柔韧性和优异的导电率等优势，但其存在电化学活性差的问题。为提高碳布的电化学性能，需对碳布掺杂金属氢氧化物。镍钴基氢氧化物（LDH）具有独特的层状结构和优异的电化学性能，成为新型柔性超级电容器的电极材料研究的新方向。本文旨在开发应用于柔性超级电容器同时兼顾优异电容性能和机械柔性的电极材料。以碳布（CC）作为柔性基底，采用水热合成法制备具有优异的电化学储能性能的NiCo-LDH，以全氟化树脂溶液为黏合剂将其附着于碳布（CC）上，得到Ni Co-LDH/CC柔性电极。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）对NiCo-LDH/CC材料进行表征，利用三电极体系测试样品的电化学性能。试验表明：NiCo-LDH/CC具有花瓣状结构，可为氧化还原反应提供丰富的活性位点，同时有益于电解质的输送。NiCo-LDH/CC在2 mA·cm^-2电流密度下面积比电容可达141.6 F·cm^-2。在不同的电流密度下，充/放电曲线呈现对称分布，说明材料具有良好的电化学可逆性；由效率曲线可见其在不同电流密度下仍保持较好的充/放电效率；由比电容曲线可见即使电流密度增大到12 mA·cm^-2,NiCoLDH/CC的电容依然达到74.1 F·cm^-2，证明其具有较好的倍率性能。结果表明负载了NiCo-LDH的复合碳布柔性电极具有优异的电化学性能，为NiCo-LDH/CC电极在柔性超级电容器领域的应用提供重要的研究基础。

关键词

柔性电极 / 镍钴氢氧化物 / 碳布 / 超级电容器