一步電沉積法制備硫化鎳/泡沫鎳材料及其贗電容性能研究

趙少飛，劉鵬，李婉萍，曾小紅，鐘遠紅，余林，曾華強，2

（1 廣東工業大學輕工化工學院，廣東廣州510006； 2 納米生物實驗室，新加坡138669）

引 言

近年來，由于化石燃料的過度消耗導致的環境污染和氣候問題日益嚴重，利用風能、太陽能等可再生、清潔能源成為解決上述問題的重要途徑[1]。太陽能和風能等具有間歇性特征，因此開發高性能的儲能器件成為關鍵問題之一[2]。超級電容器(supercapacitors)由于其循環壽命長、功率密度高、充放電倍率性能好而受到研究者的廣泛關注[3]。根據其工作原理不同，超級電容器主要可分為雙電層超級電容器和贗電容超級電容器，其中基于過渡金屬氧化物/硫化物、導電高分子等材料的贗電容超級電容器具有相對更高的比電容，且循環壽命持續提高[4-5]。CuS[12]，NiCo2S4[13-15]，CoNi2S4[16]等)由于其優異的電化

最 近，過 渡 金 屬 硫 化 物(如NiSx[6-9]，CoSx[10-11]，學性能，成為研究的熱點。其中，Ni3S2由于其導電性好、氧化還原活性高、成本低、容易制備等優勢，在鋰離子電池和超級電容器領域得到廣泛研究[8]。材料的形貌對材料性能具有重要的影響，研究者已經合成了不同形貌的Ni3S2材料，如納米柱[17]、納米管[18]、納米片[8,19]等。同時，直接將電極材料生長在集流體上是一種比較理想的合成方法，這不僅改善了黏結劑使用造成的導電率下降的問題，而且可以顯著提高活性材料與集流體之間的電荷轉移效率[20]。Huo等[5]利用水熱法直接將3D Ni3S2納米片附著在泡沫鎳集流體上，在2 A/g 電流密度下，比電容為1370 F/g；Kamali-Heidari 等[17]通過水熱法將Ni3S2納米柱陣列直接負載在石墨烯修飾的泡沫鎳上，在1A/g 電流密度下比電容達到1900 F/g；……