基于缺陷工程构筑高性能CoNi2S4电极用于超级电容器学术资讯

来源：中国科学材料

超级电容器（SCs）是一种具有功率密度高、充放电速度快、环境友好和循环寿命长等优点的新型储能装置。广泛应用于电动汽车、并网发电、信息通信和航空航天等领域。近几年，纳米材料的发展使得CoNi2S4用作超级电容器电极材料取得了较大的突破，各种纳米结构的CoNi2S4电极材料，如纳米线、纳米片、纳米针以及纳米花等都相继被报道。缺陷工程可以极大低增加超级电容器电极材料与电解液的实际接触面积，缩短离子/电子传输距离，提高氧化还原反应强度，从而使得电极材料的电化学性能得到较大提高。基于此，CoNi2S4电极材料的电化学性能得到了较大提高，但距离其理论容量仍然有较大的的差距。

为了进一步提升CoNi2S4超级电容器的电化学性能，兰州大学物理科学与技术学院彭尚龙教授团队基于缺陷工程将硫空位引入到纳米结构CoNi2S4电极材料提升其电化学性能，作为超级电容器的电极测试，制备的CoNi2S4电极展示了高的比容量、优异的倍率性能和超常的循环稳定性。相关的研究成果发表在Science China Materials上。

在这项工作中，采用一步水热法制备出了具有硫空位的均匀的还原CoNi2S4（r-CoNi2S4）纳米片。并利用Raman、XRD和XPS 等手段对硫空位的形成进行了表征。然后测试了作为超级电容器的电极材料的电化学性能，r-CoNi2S4纳米片电极展示了高比容量、良好的倍率性能和长的循环稳定性。最后基于r-CoNi2S4良好的电化学性能，将其作为正极，活性炭作为负极的组装了非对称超级电容器，该器件展示了较高的能量密度，也证明了其在实际应用中的可行性和巨大潜力。