近日，吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室李红东教授团队在超级电容器电极材料与性能研究方面取得进展，相关成果以“Fabricating Co₉S₈@NiWO₄ Electrode toward Record Area Capacitance of 18.8 F cm^-2 for High Performance Supercapacitor”为题发表至国际学术期刊《Nano Letters》上。

电极是重要储能装备-超级电容器的核心组成部分，是决定其综合性能的关键因素之一。硫系Co₉S₈电极具有相对较高的金属含量和丰富价态，容量高，是广泛关注的超级电容器电极材料，但Co₉S₈通常存在离子迁移速率低、循环稳定性差等问题。金属氧化物电极材料（如NiWO₄）具有电导率高、价态丰富和离子迁移速率高等优点，但容量低。结合两者的优点，将Co₉S₈和NiWO₄复合形成异质结构，是实现高性能超级电容器的候选电极。

本工作采用水热合成方法，通过特殊工艺，制备了具有高取向一维阵列结构的Co₉S₈纳米管，再在其表面覆盖NiWO₄纳米颗粒，形成具有高负载特性的异质结构Co₉S₈@NiWO₄电极材料。在电流密度为5 mA cm^-2条件下，Co₉S₈@NiWO₄电极实现了18.8 F cm^-2的极高面积比电容，高于已有报道的数据。以Co₉S₈@NiWO₄为正极的非对称超级电容器件在2.42 mW cm^-2的功率密度下，具有0.48 mW h cm^-2的高能量密度及良好的循环稳定性。该电极具有制备成本低、工艺简单、安全和易于储存等特点，适合规模化生产和应用。

本文中Co₉S₈@NiWO₄电极形貌、异质结构电荷密度和恒电流充放电图

论文第一作者为吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室2021级凝聚态物理专业博士研究生崔政，通讯作者为李红东教授和高楠副教授。该工作得到了国家自然科学基金面上项目和吉林省科技发展项目的资助，并得到吉林大学高压与超硬材料全国重点实验室平台的支持。

论文全文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c01466