层状双羟基复合金属氧化物层间距调控及其电容器性能研究

在电化学储能过程中,层状结构材料中较窄的层间距一般会抑制电解液离子的嵌入,进而限制其层间内部结构在电化学储能过程中的充分利用.本文分别选用3种不同尺寸的阴离子（CO3^2-,SO4^2-,DS^-（十二烷基硫酸根））,通过简单的一步水热过程,成功对CoAl-LDH（层状双羟基复合金属氧化物）进行插层,获得了3种具有不同层间距的复合材料：CoAl（CO3^2-）-LDH（0.76nm）,CoAl（SO4^2-）-LDH（0.87 nm）,CoAl（DS^-）-LDHs（2.58 nm）.超级电容器性能研究表明,在1 A g^-1充放电电流密度下,3种材料单电极比电容表现出与其层间距大小的一致性,即CoAl（DS^-）-LDHs（1481.7 F g^-1）〉CoAl（SO4^2-）-LDH（1252.7 F g^-1）〉CoAl（CO3^2--LDH（1149.2F g^-1）.此外,将3种材料与活性炭（AC）组建非对称超级电容器,结果表明：基于电极材料总质量,CoAl（DS^-）-LDHs‖AC展现了54.2 W h kg^-1的高能量密度和长循环寿命,且显著高于CoAl（SO4^2-）-LDH‖AC和CoAl（CO3^2-）-LDH‖AC非对称电容器.该方法为寻找新型高性能超级电容器用层状结构材料提供了新的途径.