高性能超级电容器用NiSe2-ZnS纳米复合材料的制备及其增强储能机制研究

本推荐聚焦新型NiSe2-ZnS纳米复合电极材料的创新研究。通过简易化学法成功构建的该复合材料，兼具NiSe2的化学/热稳定性和ZnS的高导电性优势，在三电极体系中展现810 F g-1的高比电容，5000次循环后仍保持96.7%的容量（15 A g-1），其能量密度（ED）达27.2 Wh/kg，功率密度（PD）达3744.7 W/kg，为下一代高性能超级电容器（SCs）提供了低成本、高稳定性的电极材料解决方案。

　　

Highlight

本研究的亮点在于NiSe₂-ZnS纳米杂化材料通过NiSe₂与ZnS的协同作用实现了电化学性能的显著提升。NiSe₂提供优异的化学稳定性和热稳定性，而ZnS贡献高导电性和大比表面积。这种纳米尺度的紧密界面促进了更高效的电子传输和离子扩散，共同增加了可用于电荷存储的活性位点数量。此外，杂化结构缓解了充放电循环过程中的体积变化和结构退化，从而提高了循环稳定性。因此，与单独的NiSe₂或ZnS电极相比，NiSe₂-ZnS纳米复合材料表现出更高的比电容、更好的倍率性能和增强的长期耐久性。

Experimental Materials

实验材料

NiCl₂（ACS级，≥ 99%）、Se粉末（ACS级，≥ 99%）、NaOH（ACS级，≥ 99%）和EDTA-Na₂（ACS级，≥ 99%）购自Aladdin。聚乙烯吡咯烷酮（PVP, M_w 40000）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。Zn(Ac)₂·2H₂O、硫代乙酰胺（TAA）和其他化学试剂均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。所有化合物均按原样使用，无需进一步纯化。

X-ray diffraction

X射线衍射

NiSe₂的XRD图谱在2θ = 25.92°、29.77°、33.62°、36.99°、42.88°、45.17°、50.82°、55.51°、57.80°、62.13°、70.18°、72.47°、72.47°和74.52°处分别显示出(111)、(200)、(210)、(211)、(220)、(221)、(311)、(230)、(321)、(400)、(420)、(421)和(332)晶面。该图谱与立方相NiSe₂的JCPDS卡片No. 00-011-0552完全对应。此外，ZnS的XRD分析（图1-c）显示衍射峰与立方闪锌矿结构精确对应。

Conclusion

结论

在本研究中，通过简单的化学沉淀技术成功制备了NiSe₂-ZnS纳米复合材料，并检验了其作为超级电容器电极的电化学特性。结果表明，NiSe₂-ZnS复合材料具有卓越的电化学特性，包括高比电容、高能量和功率密度以及良好的循环稳定性。NiSe₂的热稳定性和化学稳定性与ZnS的优异导电性相结合，导致了……