記者從中原工學(xué)院先進(jìn)材料研究中心了解到，該中心教授米立偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，率先通過分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，制備出具有高電子和離子導(dǎo)電性的空心刺球狀超級(jí)電容器電極材料。相關(guān)成果日前發(fā)表于《應(yīng)用材料與界面》雜志。
據(jù)悉，超級(jí)電容器受電極材料導(dǎo)電性的限制，使得可逆電化學(xué)氧化還原反應(yīng)僅僅發(fā)生在電極材料的表面，這極大降低了電極材料的利用率。
研究人員通過自生長再犧牲模板法，成功設(shè)計(jì)制備出高電子和離子導(dǎo)電性的空心刺球狀堿式碳酸鎳鈷電極材料，其晶體結(jié)構(gòu)間豐富的金屬鍵為其提供了充足的電子傳輸通道，氫氧根和水在其一維鏈狀晶體結(jié)構(gòu)單元間的穿插為離子的快速傳輸提供了保障。
測試顯示，研究人員設(shè)計(jì)制備出的堿式碳酸鎳鈷電極材料展現(xiàn)出卓越的倍率性能、比容量和長的穩(wěn)定性。在電流密度提高100倍的情況下，電容器容量保持率高達(dá)96.2%;在20安每克的電流密度下，比容量高達(dá)108.3法拉每克;在20安每克下循環(huán)10萬周，容量保持率高達(dá)85.8%。因此，該超級(jí)電容器電極材料具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
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