何为东同学在《Nano Energy》上发表最新研究成果

近日，何卫东同学在《NanoEnergy》(影响因子：13.120)期刊上发表了题为“Constructionof Longan–like hybrid structures by anchoring nickel hydroxide on yolk–shellpolypyrrole for asymmetric supercapacitors”的研究论文。这是何为东同学继《Advanced Energy Materials》(影响因子：21.875，ESI高被引论文，封面论文)，《NanoEnergy》(影响因子：13.120，ESI高被引论文)，《NanoResearch》(影响因子：7.994)，《Nanoscale》(影响因子：7.233)等工作后又一重要研究成果。论文主要介绍了通过控制Ni(OH)₂纳米片在蛋黄–壳PPy球表面上的生张过程，设计并合成了一种新型的“龙眼”状复合结构。这种独特的设计不仅保留了空心结构的优点，同时也降低了电荷传输距离，该龙眼状复合结构有着高的导电性和优良的储能能力，从而有效地减少了“死体积”，提高了电极材料的利用率。组装的非对称超级电容器展现出优良的电容保持率，长的循环寿命，高的功率密度和能量密度。济南大学徐锡金教授为该论文的通讯作者，济南大学为第一贡献单位。

论文设计了一个有趣的一步反应，通过吡咯单体的化学氧化聚合合成大量的蛋黄–壳PPy球，并进一步在蛋黄–壳PPy球的表面上控制生长Ni(OH)₂纳米片，最终得到“龙眼”状复合结构，如图1所示。“龙眼”状复合结构的内部球在充放电过程中，特别是在高倍率情况下，可以缓冲纳米结构的坍塌，也可以减少电荷传输的距离。另外，空腔部分为电解质提供了有效的通道，可以有效的避免“死体积”或“无效体积”的产生，有利于增加活性位点的暴露。作为生长材料的外壳可以限制纳米薄片的聚集，以提高材料的比表面积和电导性。因此，“龙眼”状复合结构作为正极具有较高的比电容、低的内阻和高的电容保持率。更重要的是，采用石墨烯–聚吡咯水凝胶作为负极组装的电容器，具有较大的比电容量、高的能量密度、超长的循环寿命和宽的工作电压窗口(两个装置串联输出电压为3V)。通过进一步优化“龙眼”状复合结构的成分和结构，可以进一步提高器件的能量密度，这些电极材料在未来的储能器件中将发挥重要作用。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285518308619

图1.“龙眼”状复合材料的制备流程图

图2.  蛋黄–壳PPy结构和“龙眼”状复合材料的TEM图像。

图3.非对称超级电容器的电化学性能图