石墨烯基混合复合材料作为正极引起了混合超级电容器领域的极大兴趣。然而，混合复合材料的电荷存储能力在一定程度上受到其末端成员之间缺乏相互作用的影响。在此，通过采用Ni-Co层状双氢氧化物 (LDH) 和磺化石墨烯纳米片 (SGN) 的异质组装策略，获得了具有静电相互作用的混合复合材料。根据带负电荷的SGN取代带正电荷的LDH主体板的层间硝酸根阴离子，可以增加混合复合材料表面上Ni3+的丰度，以加强混合复合         材料内的静电相互作用。正如预期的那样，LDH与SGN的有效耦合确保了异构组件的均匀结合。混合复合材料的独特结构加速了电化学反应过程中的电子转移和离子扩散过程，有利于提高电池型电极的电化学性能。进一步评估表明，LDH/SGN混合复合材料在1 A/g时的比容量为 1177 C/g (2354 F/g)。此外，LDH/SGN//AC混合超级电容器在800 W/kg下实现了43 Wh/kg的能量密度，在10 000次循环后仍保持其初始比电容的94%。混合复合材料内的静电相互作用对电化学性能的促进作用为超级电容器的开发提供了一条新途径。
 
Figure 1. LDH/SGN异构组装策略示意图。
 

Figure 2. 所制备样品的结构表征。
 

Figure 3. LDH/SGN 的形态特征。
 

Figure 4. 电极材料的电化学表征。
 

Figure 5. 电极材料的 GCD 测量。
 

Figure 6. LDH/SGN//AC混合超级电容器的电化学性能。
 
      相关研究成果于2021年由燕山大学Lin Wang课题组，发表在Nanoscale Adv（DOI: 10.1039/d1na00001b）上。原文：Heterogeneous assembly of Ni–Co layered double hydroxide/sulfonated graphene nanosheet composites as battery-type materials for hybrid supercapacitors。

转自《石墨烯杂志》公众号