用于高性能超級電容器的“三明治”結(jié)構(gòu)Co9S8/NiTe/Ni的設(shè)計與合成

陳鑫林 朱志平 吳寶鑫 陳曙光 周 攀 賀 浩

(長沙理工大學(xué)化學(xué)與食品工程學(xué)院，長沙 410114)

0 引言

為了應(yīng)對日益增長的能源需求和化石能源逐漸枯竭的危機，可持續(xù)能源例如太陽能、風(fēng)能等相關(guān)的新能源被迫切需求[1-3]。因此高效的二次儲能設(shè)備，如超級電容器、電池，吸引了研究者的目光，特別是在功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性方面，超級電容器具有獨特的優(yōu)勢[4-6]。而根據(jù)儲能機理的不同，超級電容器又分為雙電層電容器和贗電容電容器。雙電層電容器利用物理吸附和脫附進行電荷儲存和釋放，其典型電極材料為碳材料，例如活性炭、石墨烯、碳納米管等。而贗電容電容器則利用電極材料和電解液之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)電荷的儲存和釋放，其典型電極材料為過渡金屬氧族化合物、導(dǎo)電高分子等[2,7-9]。在當(dāng)前的實際應(yīng)用中，盡管贗電容電容器的能量密度相較于雙電層電容器來說，有了很大的提高，但與鋰離子電池相比，仍然存在較大的提升空間[10-11]。

根據(jù)能量密度(E)的計算公式(E=V2C/2，其中V為器件的電壓，C為器件的比電容)可知，E可以通過以下2種途徑進行提高，一是以活性炭(AC)為負(fù)極，組裝成非對稱電容器器件，可以有效地提高器件的電壓窗口；另一個途徑是對電極材料進行改性或復(fù)合等處理，以獲得具有更高比電容的電極材料[12-15]。對于復(fù)合電極材料來說，采用不同的贗電容電極材料進行復(fù)合，不僅可以獲得具有較高比電容的電極材料，而且還可以利用材料之間的結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，緩解在充放電過程中產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變對結(jié)構(gòu)造成的破壞，從而進一步保障電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性[13,16]。Co9S8是一種典型的過渡金屬硫化物，Co元素在發(fā)生法拉第反應(yīng)時可先后失去2個電子，其價態(tài)可以由+2價升至+4價，具有很高的理論容量，受到研究者們的青睞[17-20]。但這也意味著，在一次充放電過程中，將會發(fā)生2次可逆的電化學(xué)反應(yīng)、2次體積膨脹/收縮過程，這對電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性勢必產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。因此研究者們希望可以尋找到一種贗電容電極材料，其不僅能夠和Co9S8通過結(jié)構(gòu)協(xié)同作用來維持復(fù)合結(jié)構(gòu)的完整性，而且本身也應(yīng)當(dāng)具有較強的緩解應(yīng)力應(yīng)變能力，進而既可以充分發(fā)揮出Co9S8的容量優(yōu)勢，又有利于進一步舒緩在充放電過程中由于體積膨脹/收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變，從而獲得具有“三明治”結(jié)構(gòu)的高容量、高循環(huán)穩(wěn)定性的復(fù)合電極材料。

我們采用乙醇胺和氫氧化鉀混合液為反應(yīng)溶劑，在泡沫鎳表面原位合成NiTe/Ni電極材料，隨后以此為基體，在其表面通過水熱反應(yīng)復(fù)合具有更高理論容量的Co9S8活性物質(zhì)，構(gòu)建出具有“三明治”結(jié)構(gòu)的高容量、高循環(huán)穩(wěn)定性的Co9S8/NiTe/Ni復(fù)合電極材料(記為CNT電極)。通過Co9S8和NiTe兩種活性物質(zhì)之間的“結(jié)構(gòu)協(xié)同”作用，CNT電極不僅在2 A·g-1電流密度下表現(xiàn)出1 890 F·g-1的比電容，而且在18 A·g-1的電流密度下進行10 000次充放電循環(huán)后，其容量保持率為82.1%。

1 實驗部分

為了保證合成材料的重現(xiàn)性和質(zhì)量，所有藥品和試劑均為分析純，配制的水溶液均用去離子水。

1.1 Co9S8/NiTe/Ni電極的合成

首先將購買的泡沫鎳(1 cm×4 cm)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的鹽酸溶液中浸泡后用去離子水和無水乙醇反復(fù)清洗數(shù)遍，以除去表面的油污和氧化鎳等雜質(zhì)，然后備用。稱取0.3 mmo1的Te粉，倒入35 mL的乙醇胺和KOH混合溶液中，超聲30 min。超聲完畢后，將處理好的泡沫鎳放入混合溶液中，并再次超聲10 min。最后裝入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，擰緊外殼，并在200℃下加熱20 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜取出，待其自然冷卻至室溫后，取出反應(yīng)得到的NiTe/Ni電極材料，用去離子水和無水乙醇反復(fù)清洗數(shù)遍后，在80℃下干燥12 h。

隨 后 ，將 0.84 mmo1的 Co(NO3)2·6H2O 和 0.6 mmo1的硫脲共同超聲分解在16 mL的去離子水中，以制備混合溶液。將反應(yīng)制得的NiTe/Ni浸泡在混合溶液中，靜置24 h后全部轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，擰緊外殼，并在120℃下反應(yīng)20 h。待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜取出，自然冷卻至室溫。將反應(yīng)制得的Co9S8/NiTe/Ni電極材料取出，用去離子水和無水乙醇反復(fù)清洗數(shù)遍后，80℃下干燥12 h。

電極表面活性物質(zhì)的質(zhì)量是通過將10片反應(yīng)所得的干燥好的樣品進行壓扁和彎折，并在100 mL的去離子水中超聲1 h，然后稱量10片樣品前后的總質(zhì)量差取均值計算得到。計算可得CNT電極材料表面生長的活性物質(zhì)質(zhì)量約為5.0 mg·cm-2。

1.2 材料表征

使用X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)公司，Rigaku D/max 2200X)對CNT電極表面活性物質(zhì)的物相結(jié)構(gòu)進行分析，輻射源為CuKα(λ=0.154 06 nm)，電壓為40 kV，電流為40 mA，掃描范圍為10°～80°，掃描速率為 5(°)·min-1，精細(xì)掃描范圍為 29.45°～30.30°，掃描速率為 0.5(°)·min-1。樣品的形貌以及元素分布由掃描電子顯微鏡(SEM，He1ios Nano1ab G3 UC)測定，加速電壓為2 kV。分別使用光電子能譜分析(XPS，ESCALab 250Xi)和比表面積測試儀(BET，Micromeritics TriStarⅡ 3020 sorptometer)對樣品的元素價態(tài)和N2吸附-脫附性能進行測試，并利用公式得到比表面積、孔徑分布和孔容大小。

1.3 電化學(xué)測試

在CHI 660e電化學(xué)工作站上使用三電極測試方法對CNT電極的電化學(xué)性能進行測試，以所制備的CNT電極為工作電極，3 cm×3 cm的鉑片為對電極，標(biāo)準(zhǔn)Hg/HgO為參比電極，電解液為6 mo1·L-1KOH。使用循環(huán)伏安(CV)測試分析判斷所測電極反應(yīng)的可逆性和機理。使用恒電流充放電(GCD)測試對材料進行恒流充放電測試，并計算出在相應(yīng)電流密度下的比電容(CS)，相應(yīng)的計算公式為CS=It/(mΔV)，其中，I為充電/放電電流(A)，t為放電時間(s)，m為電極上活性材料質(zhì)量(g)，ΔV為電壓窗口(V)。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)構(gòu)分析

為了確定CNT電極中的物相組成，同時盡量降低泡沫鎳基體對衍射峰強度的影響，我們將表面生成的活性物質(zhì)從泡沫鎳基體上剝離下來，進行XRD測試。如圖1a所示，在 2θ=25.90°、30.88°、42.76°、45.68°、56.16°、58.16°、64.35°、70.21°和 75.19°處的特征衍射峰可以標(biāo)定為六方晶系的NiTe(h-NiTe，PDF No.89-2019)。同時還出現(xiàn)了一些其他較弱的特征衍射峰，通過和標(biāo)準(zhǔn)卡片進行對比，我們發(fā)現(xiàn)這些衍射峰分別對應(yīng)于四方晶系的NiTe(r-NiTe，PDF No.89-2679)和γ-Ni10.35Te7.97(PDF No.19-0846)。而且對 2θ=29.45°～30.30°的范圍進行測試后發(fā)現(xiàn)，在2θ=29.7°和2θ=30.0°處，有2個明顯毗鄰的特征衍射峰(圖 1b)，它們分別對應(yīng)γ-Ni10.35Te7.97的(022)和(112)晶面。但同時可以清晰地看出在2θ=29.86°處出現(xiàn)了一個新的衍射峰。根據(jù)PDF卡片可知，這個衍射峰標(biāo)定為立方晶系Co9S8(PDF No.86-2273)的(311)晶面，這說明經(jīng)過二次水熱反應(yīng)后，NiTe和Co9S8同時生長在CNT電極表面。

為了進一步分析CNT電極表面活性物質(zhì)的組成，我們對從CNT電極上剝離下來的活性物質(zhì)進行XPS測試，結(jié)果如圖2所示。CNT電極表面活性物質(zhì)的XPS全譜圖中表現(xiàn)出明顯的Ni、Te、Co和S元素的信號(圖2a)。而在精細(xì)譜圖中(圖2b)，位于875.0和857.2 eV的2個主要信號峰分別對應(yīng)于Ni2p1/2和Ni2p3/2[21～24]。而圖 2c為 CNT電極中 Co2p的精細(xì)圖譜，其中位于797.9和782.2 eV的2個主要信號峰分別對應(yīng)于Co2p1/2和Co2p3/2[18-20,23]。

對CNT電極的表面形貌進行SEM測試時發(fā)現(xiàn)，其表面出現(xiàn)了明顯的均勻覆蓋在泡沫鎳三維骨架上的超薄納米片(圖3a、3b)。且在較高的放大倍數(shù)下(圖3c、3d)，我們可以清晰地看出不規(guī)則的納米片相互交錯生長，這樣不僅構(gòu)建出大量的孔隙，同時還可以增加比表面積，極大地提高電極材料與電解液的接觸面積，更加有利于用作高性能的超級電容器電極材料。

圖4為CNT電極截面的SEM圖以及元素的EDS面掃圖。由圖4b可知，Ni、Te、Co和S元素均勻分布在其表面，并結(jié)合截面總的面掃圖像，我們可以看出CNT電極表面的活性物質(zhì)層明顯表現(xiàn)出2層活性物質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，總厚度為4.6 μm。在表面的物質(zhì)層中均勻地分布著Co和S元素，這說明該層主要是由Co9S8組成。而下層中則同時出現(xiàn)Ni、Te和少量的Co和S元素，這說明NiTe和Co9S8共同組成了該物質(zhì)層。這意味著Co9S8不僅僅在CNT電極表面生長，還有少量深入到NiTe層中，填充了其中的孔隙。

隨后我們針對CNT電極表面生長出的活性物質(zhì)進行了氮氣吸附-脫附測試，結(jié)果如圖5所示。在相對壓強p/p0=0.4～1.0時，明顯出現(xiàn)出H3型回滯環(huán)和Ⅳ型等溫線特性(圖5a)，證明在CNT電極中存在典型的介孔結(jié)構(gòu)。通過公式計算，其BET(Brunauer-Emmett-Te11er)比表面積和總孔隙體積則分別為25 m2·g-1和 0.095 5 cm3·g-1。從圖 5b 的孔徑分布中可以看出，CNT電極中Co9S8/NiTe活性物質(zhì)的孔徑分布在4～100 nm，其孔結(jié)構(gòu)主要以介孔為主，伴隨少量大孔，平均孔徑為14.08 nm。這種孔結(jié)構(gòu)有利于電解液和更多的電極材料進行接觸，從而滿足快速充放電的需求，獲得具有高容量的電極材料。

圖1 (a)CNT電極中活性物質(zhì)的XRD圖;(b)在2θ=29.45°～30.30°的范圍內(nèi)對CNT電極中活性物質(zhì)進行精細(xì)掃描Fig.1 (a)XRD pattern of active materia1s in CNT e1ectrode;(b)Fine scanning of the active materia1s in the CNT e1ectrode in the range of 2θ=29.45°～30.30°

圖2 CNT電極中活性物質(zhì)的XPS譜圖Fig.2 XPS spectra of active materia1s in CNT e1ectrode

2.2 電化學(xué)性能測試

隨后我們對CNT電極的電化學(xué)性能進行了一系列測試。如圖6a所示，在電極電位窗口為0～0.7 V(vs Hg/HgO)、掃描速率5、10、20、30、40、50、60、80、100 mV·s-1下，CNT電極的CV曲線表現(xiàn)出明顯的氧化還原峰，這表明電極中的活性物質(zhì)為典型的贗電容材料。由于鈷元素可升高2個價態(tài)，因此在此電極中發(fā)生的法拉第反應(yīng)如下[11,17-20,25]：

隨后對其在0～0.55 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口下，電流密度2、4、6、8、10、12、16、20 A·g-1下進行GCD測試時(圖6b)發(fā)現(xiàn)，曲線中存在明顯的充放電平臺，這表明電極材料為典型的贗電容電極材料，與CV的測試結(jié)果保持一致。其比電容以及相應(yīng)的倍率性能如圖6c所示，在電流密度為2 A·g-1時，比電容達1 890.91 F·g-1，即使當(dāng)電流密度升高到20 A·g-1時，CNT電極仍然表現(xiàn)出970.91 F·g-1的比電容，為起始比電容的51.35%，而且其庫侖效率均接近100%。

圖3 CNT電極表面的SEM圖Fig.3 SEM images of CNT e1ectrode surface

圖4 CNT電極截面的(a)SEM圖以及(b)元素的EDS面掃圖Fig.4 (a)Cross-section SEM images of CNT e1ectrode and(b)EDS mappings of e1ements

圖5 (a)CNT電極的氮氣吸附-脫附等溫線;(d)CNT電極的孔徑分布曲線Fig.5 (a)Nitrogen absorption-desorption isotherm of CNT e1ectrode;(d)Pore size distribution p1ot of CNT e1ectrode

圖6 (a)在0～0.7 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口、5～100 mV·s-1的在掃描速率下CNT電極的CV曲線;(b)在0～0.55 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口、2～20 A·g-1的電流密度下CNT電極的GCD曲線;(c)CNT電極在相應(yīng)電流密度下的比電容及庫侖效率;(d)CNT電極在長循環(huán)測試前后0.01～105Hz的頻率范圍內(nèi)的Nquist曲線對比Fig.6 (a)CV curves of CNT e1ectrode at various scan rates from 5～100 mV·s-1over the potentia1 window of 0～0.7 V(vs Hg/HgO);(b)GCD curves of CNT ctrode at current densities from 2 to 20 A·g-1in the potentia1 window of 0～0.55 V(vs Hg/HgO);(c)Corresponding cou1ombic efficiencies and energy efficiencies of CNT e1ectrode;(d)Nyquist p1ots of CNT e1ectrodes before and after 50 000 GCD cyc1es over the frequency range of 0.01 to 105Hz

在電極材料所表現(xiàn)出的容量中，有2個來源，一個是表面電容過程，另一個是擴散控制過程，這2種容量來源所占總?cè)萘康谋壤煌馕吨陔姌O材料中存在不一樣的儲能過程，所表現(xiàn)出來的電化學(xué)性能也有較大差異。根據(jù)i=k1v+k2v1/2可以較為精確地計算出這2種容量來源各自所占的比例，其中i為相應(yīng)電極電位下的電流，v是相應(yīng)的掃速，k1代表表面電容過程的系數(shù)，k2則代表擴散控制過程的系數(shù)[26-30]。為了進一步分析CNT電極的電化學(xué)行為，探索其中蘊含的充電機理，我們在0～0.55 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口下，掃速為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 mV·s-1時，對其進行CV測試(圖7a)。圖7b顯示了在CNT電極中根據(jù)公式計算出來的k1值。隨后我們根據(jù)計算所得的k1值，計算CNT電極中的容量貢獻比例。如圖7c所示，在掃速為3 mV·s-1時，CNT電極中電容貢獻容量與原始測試所得的CV曲線進行對比，明顯可以看出，在CNT電極中，擴散控制過程所提供的容量占總?cè)萘亢艽笠徊糠帧D7d則表明了CNT電極在掃速分別為3、5、8和10 mV·s-1時，電容過程和擴散控制過程的比例關(guān)系。在CNT電極中，當(dāng)掃速為3 mV·s-1時，擴散控制過程占據(jù)了36.80%，而當(dāng)掃速增加至10 mV·s-1時，這一比例迅速減少至3.60%。這說明在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時，超薄的Co9S8納米片提供了較大的比表面積，增加了電極材料與電解液的接觸面積，同時相應(yīng)的孔隙結(jié)構(gòu)也有利于將OH-離子插入到Co9S8/NiTe活性材料內(nèi)部，使得更多的活性物質(zhì)參與電極反應(yīng)，因此CNT電極表現(xiàn)出較高的比電容。

在實際的應(yīng)用中，儲能器件往往在不同的環(huán)境下工作，需要在不同的電流密度下均有良好的響應(yīng)和優(yōu)異的穩(wěn)定性，因此為了充分評價CNT電極在實際應(yīng)用環(huán)境下的性能，我們對其在10～18 A·g-1的電流密度下分別進行了10 000次GCD循環(huán)，共計50 000次。如圖8所示，在電流密度為10 A·g-1時，CNT電極的起始比電容為1 270 F·g-1。隨著循環(huán)的進行，電極出現(xiàn)緩慢活化，直到10 000次GCD循環(huán)時，比電容達到了1 312 F·g-1。而后在電流密度為12和14 A·g-1時，CNT電極的比電容保持穩(wěn)定。當(dāng)電流密度增大到16 A·g-1時，CNT電極開始出現(xiàn)容量衰減的情況，在經(jīng)過10 000次GCD循環(huán)后，比電容相對起始容量下降了8.36%，隨后又在一個更高的電流密度(18 A·g-1)下進行了10 000次GCD循環(huán)，其容量保持率為82.1%，測試結(jié)果表明CNT電極在較高的電流密度下也能保持較為優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖7 (a)在0～0.55 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口、1～10 mV·s-1的掃速下CNT電極的CV曲線;(b)在0～0.6 V(vs Hg/HgO)的電極電位窗口、1～10 mV·s-1的掃速下CNT電極相應(yīng)的k1值;(c)在掃速為3 mV·s-1時CNT電極表面電容貢獻容量與原始測試所得CV曲線的對比;(d)在掃速為3、5、8和10 mV·s-1時CNT電極中表面電容過程和擴散過程電容各自所占的比例Fig.7 (a)Curves of CNT e1ectrode at various scan rates from 1～10 mV·s-1over the potentia1 window of 0～0.55 V(vs Hg/HgO);(b)k1of CNT e1ectrode at various scan rates from 1～10 mV·s-1over the potentia1 window of 0～0.6 V(vs Hg/HgO);(c)CV curves of CNT e1ectrode contribution of surface capacitance compared with origina1 test at scan rates of 3 mV·s-1;(d)Capacitive contributions and diffusion-contro11ed contributions to the charge storage of CNT e1ectrode at different scan rates of 3,5,8 and 10 mV·s-1,respective1y

圖8 CNT電極分別在10、12、14、16和18 A·g-1電流密度下的長循環(huán)測試Fig.8 Long cyc1e test of CNT e1ectrode being sequentia11y subjected at current densities of 10,12,14,16 and 18 A·g-1

通過XRD和SEM對經(jīng)過50 000次GCD循環(huán)后的樣品進行了結(jié)構(gòu)和形貌分析，如圖9a、9b所示。整體而言，XRD的峰強經(jīng)50 000次GCD循環(huán)后僅有略微降低，說明電化學(xué)反應(yīng)過程的可逆性非常好，但是由于制備電極的比電容較大，在電化學(xué)反應(yīng)過程中由于大量的OH-的插入和脫出，導(dǎo)致活性物質(zhì)的體積變化較大，活性物質(zhì)層出現(xiàn)了一定的開裂，但未有明顯剝落，進一步說明了電極材料在50 000次GCD循環(huán)后結(jié)構(gòu)保持仍較為完整。這得益于作為基體的NiTe活性物質(zhì)具有較小的體積膨脹量，能夠緩解充放電過程中應(yīng)力應(yīng)變對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞。同時更重要的是通過構(gòu)建獨特的“三明治”結(jié)構(gòu)，利用NiTe和Co9S8兩種活性物質(zhì)之間的“結(jié)構(gòu)協(xié)同”效應(yīng)減弱CNT電極在充放電過程中承受的應(yīng)力應(yīng)變，因此在較高的電流密度(16和18 A·g-1)下，電極材料仍然表現(xiàn)出優(yōu)異的長效循環(huán)穩(wěn)定性。特別地，我們對經(jīng)過長循環(huán)測試前后的CNT電極進行了在0.01～105Hz下的電化學(xué)阻抗測試，并繪制了如圖6d所示的Nyquist曲線。根據(jù)擬合結(jié)果可知，在高頻區(qū)域，經(jīng)過長循環(huán)測試后，CNT電極的溶液電阻RS(0.903 Ω·cm2)和電荷轉(zhuǎn)移電阻RCT(1.478 Ω·cm2)均略高于起始值(0.687和0.772 Ω·cm2)，而在低頻區(qū)域，沿虛軸方向的部分均呈現(xiàn)出線性趨勢，表明在經(jīng)過長循環(huán)測試后，CNT電極中的擴散電阻依然較低。與目前已報道的過渡金屬化合物的比電容和循環(huán)穩(wěn)定性對比(表1)，并結(jié)合上述測試結(jié)果可知，通過將Co9S8和具有優(yōu)異導(dǎo)電性的NiTe復(fù)合，制備出同時具備2種電極獨特優(yōu)勢的CNT電極，有利于獲得具有超高容量和良好倍率性能的電極材料，同時還有助于減少電極內(nèi)部和與電解液之間的接觸阻抗以及電子轉(zhuǎn)移阻抗，有望獲得滿足實際應(yīng)用需求的理想電極材料。

圖9 (a)原始CNT電極和經(jīng)過50 000次循環(huán)測試后的XRD圖;(b)經(jīng)過50 000次循環(huán)測試后CNT電極的SEM圖Fig.9 (a)XRD patterns of CNT e1ectrodes before and after 50 000 GCD cyc1es;(b)SEM image of CNT e1ectrode after 50 000 GCD cyc1es

表1 目前已報道的過渡金屬化合物的比電容和循環(huán)穩(wěn)定性的對比Table 1 Comparison of the reported specific capacitances and cyclic durability of transition metal compounds

續(xù)表1

3 結(jié)論

采用溶劑熱法，以泡沫鎳為鎳源，碲粉為碲源，實現(xiàn)了NiTe在泡沫鎳表面的原位合成。以此為基體，在外加鈷鹽的輔助下，復(fù)合了具有高理論容量的Co9S8活性物質(zhì)，通過構(gòu)建特殊的“三明治”結(jié)構(gòu)，獲得了具有高容量、優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的CNT電極材料。在電流密度為2 A·g-1時，CNT電極的比電容高達1 890.91 F·g-1，而當(dāng)電流密度升高到20 A·g-1時，CNT電極的比電容仍可達到970.91 F·g-1。通過NiTe和Co9S8兩種活性物質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，CNT電極在電流密度為10～18 A·g-1下進行的共計50 000次GCD循環(huán)中表現(xiàn)出極其優(yōu)異的穩(wěn)定性。在溶劑熱法原位合成NiTe/Ni電極材料的基礎(chǔ)上，通過復(fù)合Co9S8活性物質(zhì)，不僅獲得了超高的容量，同時也利用所構(gòu)建出的“三明治”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)NiTe和Co9S8之間的結(jié)構(gòu)協(xié)同，從而獲得了優(yōu)異的穩(wěn)定性，因此CNT電極有望被用作具有高能量密度、高功率密度以及優(yōu)異長效循環(huán)穩(wěn)定性的超級電容器電極材料。對于采用溶劑熱法在類似于泡沫鎳具有三維骨架結(jié)構(gòu)的材料上實現(xiàn)原位合成以及控制制備具有特殊形貌和結(jié)構(gòu)的化合物，該工作提供了新的思路，也為制備具有高能量密度和優(yōu)異長循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料提供了借鑒。