钴基纳米晶-氮掺杂碳纳米笼复合材料的构建与电化学储能性能研究（英文）

作者：麻青明; 姚月坚; 闫明磊; 赵杰; 葛承宣; 吴强^*; 杨立军; 王喜章; 胡征^*

来源：Science China-Materials, 2019, 62(10): 1393-1402.

Co(OH)2、CoO和Co3O4等钴基化合物因具有高理论容量和赝电容性质而备受关注.但受限于活性表面积小、电荷传输缓慢等原因,钴基纳米材料的实际储能性能却有限.本文以我们前期开发的具有大比表面积、高导电性和微孔-介孔-大孔共存的分级结构氮掺杂碳纳米笼(hNCNCs)为载体,成功构建了晶粒尺寸小、电荷转移快的系列钴基纳米晶-hNCNCs复合材料,有效地提高了活性材料的利用率.其中,Co(OH)2/hNCNCs在2 Ag-1下表现出1170 F g-1的高比容量,基于活性物种Co(OH)2的比电容高达2214 Fg-1,接近其理论值(2595 Fg-1).研究发现,具有不同组成的Co(OH)2、CoO和Co3O4纳米晶通过相同的可逆氧化还原反应存储/释放电能.这种新的储能机理表明将碳基载体上的活性物种Co(OH)2转化为CoO或Co3O4的操作是非必要的,甚至可能损害其储能性能.本研究可为开发过渡金属化合物基高能量密度电极材料提供借鉴.

• 单位
  南京大学