盡管鎳基材料的理論容量很高，但它們受到結構退化、本征電導率低和動力學緩慢等問題的阻礙，導致穩定性和速率性能較差。近日，中國石油大學（華東）范壯軍、魏彤、上海交通大學高文旆、合肥綜合性國家科學中心能源研究院王傳慶、揚州大學劉征提出，摻入間隙碳原子（ICAs）和石墨烯量子點（GQDs）的Ni（OH）Cl ICA GQDs可以從根本上逆轉其結構穩定性和電子輸運能力。
本文要點：
1) ICAs可以誘導晶格微應變，調節鍵長和鍵角，從而在堿性甚至酸性條件下改善結構穩定性。GQDs促進了微導電電路的形成，優化了電子結構和氧化還原動力學。
2) 因此，Ni（OH）Cl ICA GQDs電極實現了卓越的循環穩定性（20000次循環后保留率為91.5%，而Ni（OH，Cl）在2000次循環后保持率為70.3%）和出色的倍率性能（100 A g?1時為312C g?l，Ni（OH）Cl在50 A g?1時為109C g?1）。此外，Ni（OH）Cl ICA GQD//AC混合超級電容器實現了41.5 kW kg?1的超高功率密度和28.8 Wh kg?l的能量密度，超過了大多數鎳基超級電容器。
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
https://doi.org/10.1002/aenm.202405378
