我们报导了嵌入Ni泡沫的三维石墨烯水凝胶作为高表面积载体，在载体上电沉积NiCo₂O₄纳米薄片，将其作为超级电容器电极，显著改善了可接触电极表面积和赝电容材料的负载量。构建的NiCo₂O₄/石墨烯水凝胶/Ni泡沫三元复合电极具有从大孔到中孔的分级孔结构，协同提供连续的电子路径，宽大的离子通道和大的电解质-电极界面，从而有利于整体超级电容器电极储能特性的改善。因此，所制备的电极在2 mA/cm²下表现出高的电容值（3.84 F/cm²）和优异的倍率性能（在50 mA/cm²下保留率为71.6％）。此外，使用NiCo₂O₄/石墨烯水凝胶/Ni泡沫作为正电极和石墨烯水凝胶/Ni泡沫作为负电极组装为不对称超级电容器，使得最大能量密度和功率密度分别为65 Wh/kg和18.9 kW/kg，并且具有引人注目的循环稳定性（5000次充放电循环后电容保持率为92％）。这些理想的结果表明，用于高性能超级电容器应用的分级多孔NiCo₂O₄/石墨烯水凝胶/Ni泡沫电极具有巨大潜力。

Figure 1. 示意图说明了NiCo₂O₄/GH/NF的制备过程。

Figure 2. （a）裸Ni泡沫、（b）GH嵌入Ni泡沫（箭头指向Ni泡沫）、（c）具有大放大倍数的GF和（d-f）NGF在不同放大倍数下的SEM图像；（f）中的图像取自（e）中矩形标记的区域。

Figure 3. （a）GF和（b）NGF在低放大倍数下的TEM图；（c）NGF中NiCo₂O₄纳米薄片的TEM图像；（d）NGF中NiCo₂O₄纳米薄片的HRTEM图；（d）中的插图显示了相应的SAED模式。

Figure 4. （a）以10 mV/s的扫描速率，NGF、NF和GF的CV曲线，插图：GF放大的CV曲线；（b）NGF在不同扫描速率下的CV曲线；（c）NGF、NF和GF的GCD曲线；（d）NGF、NF和GF的比电容与电流密度的关系图。

Figure 5. GF、NF和NGF的阻抗图，插图：等效电路图和高频区域的放大图。

相关研究成果于2019年由郑州大学Li Zhang课题组，发表在Electrochimica Acta（2019, 299, 116-124）上。原文：Construction of 3D hierarchical porous NiCo₂O₄/graphene hydrogel/Ni foam electrode for high-performance supercapacitor。