基于普鲁士蓝类似物的NiFe2O4/rGO/聚吡咯三元复合材料制成的高性能混合超级电容器

《Journal of the American Ceramic Society》：High-performance hybrid supercapacitor using NiFe2O4/rGO/polypyrrole ternary composite derived from Prussian blue analogs

本研究开发三元复合电极材料NiFe2O4/rGO/PPy，通过普鲁士蓝类似物制备，显著提升超级电容器能量密度至29.2 Wh/kg，功率密度400 W/kg，循环稳定性优异，电容保持率80%以上。

　　

摘要

对高功率和高能量密度储能器件的追求推动了超级电容器电极材料的重大进展。本研究开发了一种基于普鲁士蓝类似物的三元NiFe₂O₄/rGO/PPy复合材料，以提高超级电容器的能量密度和电化学稳定性。还原氧化石墨烯（rGO）和聚丙烯（PPy）的加入显著改善了NiFe₂O₄的导电性和电子传输路径。这种三元NiFe₂O₄/rGO/PPy纳米复合材料在1 M Na₂SO_{4电解液中的重量法电容为385 F g^?1（电流为0.5 A g^?1），是相同三电极配置下原始NiFe2O4电容的五倍。采用NiFe2O4/rGO/PPy和活性炭电极制造的不对称混合超级电容器实现了高达29.2 Wh kg^?1的能量密度和400 W kg^?1的功率密度（基于两电极的质量）。该超级电容器还表现出优异的循环稳定性，在2 A g^?1的电流下循环3000次后仍能保持约80%的初始电容。这些发现表明，这种策略具有实现先进储能解决方案的潜力。}