甲醇调控喷雾热解制备高孔隙度氧化镍薄膜及其在高性能NiO@石墨非对称超级电容器中的应用与电动力学分析

本研究发现通过甲醇调控的喷雾热解法可制备具有优异电化学性能的多孔氧化镍（NiO）薄膜。该薄膜展现出高比电容（113.67 F·g?1）、良好循环稳定性（5000次循环后保持92%）及高能量密度（75.02 Wh·kg?1

　　

Highlight

甲醇衍生的薄膜表现出亲水性，有利于离子传输。电化学评估显示甲醇电极在0.002 V·s^?1下实现了113.67 F·g^?1的比电容，并在5000次循环后保持92%的电容保留率。电动力学分析（Electrokinetic analysis）确认了86%的电容贡献，表明其具有快速氧化还原动力学（redox kinetics）。非对称Nm@石墨器件提供了75.02 Wh·kg^?1的能量密度，并在1000次循环后保持83-87%的电容。

Conclusions

总之，采用自动喷雾热解技术（spray pyrolysis）并使用不同溶剂（即甲醇、乙醇和丙醇）合成了具有不同形态的氧化镍电极。研究表明，电极的形态和微观结构受溶剂选择的显著影响，进而影响其电化学性能。在合成的电极中，'Nm'电极（使用甲醇镍硝酸盐溶液制备）表现出最佳的性能，具有最高的比电容、卓越的循环稳定性以及最低的电荷转移电阻。电动力学分析进一步证实了电极的电容行为主导（86%）和快速的离子扩散。此外，组装的Nm@石墨非对称超级电容器（Asymmetric Supercapacitor）在能量和功率密度方面表现出卓越的性能。这些发现凸显了溶剂选择在通过喷雾热解定制NiO电极性能中的关键作用，从而为高性能超级电容器应用提供了有前景的电极材料。