Vulcanizing time controlled synthesis of NiS microflowers and its application in asymmetric supercapacitors
Vulcanizing time controlled synthesis of NiS microflowers and its application in asymmetric supercapacitors
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NiS微花的硫化时间控制合成及其在不对称超级电容器中的应用
DOI：
10.1016/j.electacta.2017.02.032
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发表时间：
2017-03
影响因子：
6.6
通讯作者：
Zhang Huaihao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao Jing;Guan Bing;Hu Bin;Xu Zongying;Wang Dawei;Zhang Huaihao
以Ni(OH)2微花为前驱体，采用表面牺牲模板法，在不同硫化时间下合成了层次化NiS。用X射线衍射仪、比表面积法、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品进行了表征。结果表明，随着硫化时间的延长，NiS的微观结构逐渐由微花状向微球状转变。令人印象深刻的是，随着反应时间延长到18h，NiS-18微花具有最大的表面积(20.5万亿m2·g−1)和最粗糙的表面。电化学测试表明，NiS-18具有最高的比电容(1315.4−·g−1，电流密度为1A·g−1)和良好的循环稳定性(以10 A·g GCD为电流密度，5000次GCD循环后，Cm保留率为89.2%)。更重要的是，以NiS-18为正极，以活性碳(AC)为负极的非对称超级电容器(NiS//AC)具有1.6V的高电势窗口。在0.8kW·kg−1的功率密度下，NiS//AC具有33.4Wh·kg−1的高能量密度。此外，NiS//AC还表现出优异的循环性能(在5A·g−1的电流密度下，5000GCD循环后保持87.3%的Cm值)和近100%的库仑效率。
Hierarchical NiS was synthesized under different vulcanizing time via a facial sacrificial template method with Ni(OH)2microflowers as precursors. The as-prepared samples were characterized by XRD, BET, XPS, SEM and TEM. The results show that the NiS microstructure changes from microflower to microspheres gradually with the increase of vulcanizing time. Impressively, with the reaction time extending to 18 h, the NiS-18 microflowers have the largest surface areas (20.5 m2·g−1) and the roughest surface. Electrochemical measurements showed that NiS-18 possessed the highest specific capacitance (1315.4 F·g−1at current density of 1 A·g−1) and excellent cycling stability (89.2% of theCmretained after 5000 GCD cycles at current density of 10 A·g−1). More importantly, an asymmetric supercapacitor (SC), consisting of NiS-18 as positive electrode and active carbon (AC) as negative electrode (NiS//AC), achieves a high potential window of 1.6 V. The NiS//AC displays a high energy density of 33.4 Wh·kg−1at power density of 0.8 kW·kg−1. Additionally, NiS//AC SC exhibits excellent cycling performance (87.3%Cmretained after 5000 GCD cycles at current density of 5 A·g−1) and nearly 100% Coulombic efficiency.
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