尽管镍基材料的理论容量很高，但它们受到结构退化、本征电导率低和动力学缓慢等问题的阻碍，导致稳定性和速率性能较差。近日，中国石油大学（华东）范壮军、魏彤、上海交通大学高文旆、合肥综合性国家科学中心能源研究院王传庆、扬州大学刘征提出，掺入间隙碳原子（ICAs）和石墨烯量子点（GQDs）的Ni（OH）Cl ICA GQDs可以从根本上逆转其结构稳定性和电子输运能力。

本文要点：

1) ICAs可以诱导晶格微应变，调节键长和键角，从而在碱性甚至酸性条件下改善结构稳定性。GQDs促进了微导电电路的形成，优化了电子结构和氧化还原动力学。

2) 因此，Ni（OH）Cl ICA GQDs电极实现了卓越的循环稳定性（20000次循环后保留率为91.5%，而Ni（OH，Cl）在2000次循环后保持率为70.3%）和出色的倍率性能（100 A g⁻¹时为312C g^−l，Ni（OH）Cl在50 A g⁻¹时为109C g⁻¹）。此外，Ni（OH）Cl ICA GQD//AC混合超级电容器实现了41.5 kW kg⁻¹的超高功率密度和28.8 Wh kg^−l的能量密度，超过了大多数镍基超级电容器。

参考文献：

Guanwen Wang et.al Incorporating Interstitial Carbon Atoms and Graphene Quantum Dots in Crystalline Ni(OH)Cl for Ultrastable and Superior Rate Supercapacitors Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202405378

https://doi.org/10.1002/aenm.202405378