西北大学《ACS AMI》：超薄且高度皱折的CoP/石墨烯纳米片阵列，用于超级电容器

本文，西北大学Hongna Xing等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Ultrathin and Highly Crumpled/Porous CoP Nanosheet Arrays Anchored on Graphene Boosts the Capacitance and Their Synergistic Effect toward High-Performance Battery-Type Hybrid Supercapacitors”的论文，研究报道了一种水热磷化方法，用于制造超薄且高度皱折的 CoP/还原氧化石墨烯 (rGO) 纳米片阵列，用于超级电容器（SC） 。

结果表明，CoP/rGO 纳米片阵列在1Ag–1下显示出 1438.0Cg–1 (3595.0Fg –1) 的比容量，并且引入rGO可以有效提高CoP的循环耐久性和倍率性能. 封装了CoP/rGO/NF//AC 混合 SC，在1010.5Wkg–1的功率密度下具有 43.2Whkg–1的卓越能量密度以及出色的耐久性。这项工作提出了一种通过将高电容金属磷化物与导电碳混合来设计电极材料的新方法，这对于储能领域具有重要意义。

图 1. (a) Co(OH) 2 /rGO、Co 3 O 4 /rGO 和 CoP/rGO 纳米片的XRD 谱。(b) GO 和 CoP/rGO 纳米片的拉曼光谱。

图 2. (a) 基于 NF 的电极合成过程的示意图。(b) Co(OH) 2 /rGO/NF、(c) Co 3 O 4 /rGO/NF 和 (d) CoP/rGO/NF 电极的SEM 图像。(e) Co(OH) 2 /rGO、(f) Co 3 O 4 /rGO 和 (g) CoP/rGO 纳米片的TEM 图像。插图显示了相应的 HRTEM 图像。（h-l）CoP/rGO 纳米片的 HAADF-STEM 图像和 EDX 元素映射。

图3. CoP/rGO 的 XPS 光谱：(a) 全扫描，(b) Co 2p，(c) P 2p，和 (d) C 1s。

图 4. Co(OH) 2 /rGO/NF、Co 3 O 4 /rGO/NF 和 CoP/rGO/NF 电极的电化学特性

图5 CoP/rGO/NF//AC HSC：(a) CV 曲线。(b) GCD 曲线。(c) 不同电流密度下的比容量。(d) CoP/rGO/NF//AC 和其他报道的基于 CoP 的 HSC 的功率/能量密度的 Ragone 图。(e) 万用表测量的电池电压照片。(f) 电容保持率和库仑效率曲线在 5 mA cm –2 下测量10 000 次循环。插图显示了由 CoP/rGO/NF//AC 设备点亮的 LED

综上所述，这些结果为高性能储能系统提供了一种新策略，即通过将大型电容电池型金属磷化物与高导电碳基材料组合，以及合理构建具有大表面积的结构。