自组装纳米片状Ni3S2电极的制备及其储能性能研究

　　

为改善过渡金属硫化物粉体电极中活性物质利用率低、界面电阻较大以及循环过程中结构易松动的问题，本工作以泡沫镍为导电骨架，经两步水热法先原位构筑了层状镍基氢氧化物纳米片阵列，后硫化获得自组装Ni₃S₂纳米片电极。分析了材料的形貌、晶相与表面化学状态，并以镍基氢氧化物和退火所得氧化物为对照评价其电化学性能。结果表明，硫化过程基本保留了前驱体的开放纳米片阵列，Ni₃S₂直接覆盖于泡沫镍表面，活性物质负载量约为2.7 mg/cm²。在5 mA/cm²的电流密度下，Ni₃S₂电极的质量比电容高达2 901 F/g，明显高于氧化物（1533 F/g）和氢氧化物（1017 F/g）。电流密度增至50 mA/cm²时，其电容保持率为66%。以Ni₃S₂为正极、还原氧化石墨烯为负极组装的全固态超级电容器可在0～1.6 V范围内工作，能量密度最高可达68.44Wh/kg，循环8000次后的容量保持率为91.3%。期望通过本研究为制备低界面电阻和结构稳定的无黏结剂过渡金属硫化物电极提供可行思路，并为高性能储能器件的材料设计提供参考。

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