【导言】
作为新能源的代表之一，充电机充电超级电容器在处理全球能源问题的持久战中发挥着非常重要的作用。为了完成它在多种范畴的应用，努力进步其能量密度以能与充电机充电蓄电池系统相媲美，是进步充电机充电超级电容器功能的具有挑战性的使命之一。其中，充电机充电赝电容器依托快速的法拉第反应来贮存和释放电荷，一般显现出比双电层充电机充电电容器更高的容量。但是，在充电机充电赝电容器中，大多数金属氧化物和氢氧化物具有半导体或绝缘体的特性，因此此类电极资料有必要奇妙地规划，以完成充电机充电赝电容器的最佳能量输出。

【效果简介】
2016年12月15日，ACS Applied Materials & Interfaces发表题为“合理规划地自支撑Ni3S2纳米片阵列用于超高能量密度的先进充电机充电非对称超级电容器”Rational Design of Self-Supported Ni3S2 Nanosheets Array for Advanced Asymmetric Supercapacitor with a Superior Energy Density的研讨论文，通讯作者为电子科技大学的陈俊松教授和新加坡国立大学的D. J. Blackwood教授。本文亮点：在本工作中，作者经过对活性物质的纳米结构进行操控，以及对其化学组分进行改性，合理地规划出一套完好的组成系统，成功制备了直接成长于泡沫镍基底上的自支撑Ni3S2纳米片阵列。该资料在三电极系统中于50 A g-1的极高电流密度下表现出的可逆容量高达1000 F g-1，而且循环20000次今后并没有显着的衰竭。随后，本资料在与活性炭组成的充电机充电不对称电容器（ASC）中表现出了高达202 W h kg-1的能量密度。

【图文导读】
计划1. α- Ni(OH)2和Ni3S2的成长示意图
第一步是一个在60°C低温湿化学过程，以2-甲基咪唑（2-MI）为结构导向剂，使α- Ni(OH)2纳米片成长在泡沫镍基底上。第二步经过水热硫化处理使α- Ni(OH)2转化为为纯相Ni3S2。这个过程也会将泡沫镍基底的表层转化为Ni3S2，以作为Ni3S2纳米片与泡沫镍基底之间的重要衔接，建立一个高效的电子分散路径。

图1. α- Ni(OH)2纳米片（Ni(OH)2@Ni）的表征成果
α- Ni(OH)2纳米片具有较高的结构柔软度，严密而又规整地摆放在泡沫镍基底上，形成了一个完好的平均厚度为1.4 μm的薄膜。
（A-C）为α- Ni(OH)2纳米片的SEM 图画，（B）的刺进图为α- Ni(OH)2纳米片的扩大图；
（D）为α- Ni(OH)2纳米片的TEM图画，刺进相片显现了含有α- Ni(OH)2纳米片的胶体悬浮液具有丁达尔现象；
（E）为α- Ni(OH)2纳米片的HRTEM图画；
（F）为无泡沫镍支撑的α- Ni(OH)2纳米片的XRD图。

图2. Ni3S2纳米片（Ni3S2@Ni）的描摹表征成果
Ni(OH)2的二维纳米结构在硫化后仍得到了很好的坚持，表现出了该资料较高的结构稳定性。改性后的Ni3S2纳米片外表具有细小的皱纹状结构。
（A-D）为Ni3S2@Ni的SEM图画；
（E）为从泡沫镍基底上别离的Ni3S2纳米片的TEM图画；
（F）为从泡沫镍基底上别离的Ni3S2纳米片的HRTEM图画。

 Ni3S2@Ni的成份表征成果
经过水热硫化法制备的Ni3S2@Ni具有杰出的结晶性。
（A）为Ni3S2@Ni的XRD图，证明制备的资料为菱形Ni3S2且结晶度较高；
（B）为Ni3S2@Ni的XPS图谱，证明Ni3S2中Ni的氧化态；
（C）为Ni3S2@Ni的拉曼光谱。

三电极系统中Ni3S2@Ni的电容功能
Ni3S2@Ni的电容量大，循环周期长，能量密度高。其功能优越于大多数已报导的镍基资料。
（A）为不同扫描速率下的CV曲线；
（B）比照各种样品由CV曲线计算出的电容；
（C）为不同电流密度下的恒流放电曲线；
（D）比照各种样品由恒流放电曲线计算出的电容；
（E）为在50 A g−1下的多循环充放电功能。

 Ni3S2@Ni∥AC ASC的功能
Ni3S2@Ni∥AC ASC具有优异的电容功能，且能量密度和功率密度优于已报导的硫化镍基ASCs。
（A）为不同扫描速率下的CV曲线；
（B）为依据（A）计算出的电容；
（C）为不同电流强度下的恒流放电曲线；
（D）为依据（C）计算出的电容；
（E）为在10 A g−1下的多循环充放电功能。
（F）为当前工作与其他文献的能量密度vs功率密度曲线的比较图。

Ni3S2@Ni∥AC ASC的数码相片

该设备表现出优异的结构柔韧性（非弹性），及在不同曲折状态下其电化学功能并无显着差异，而且其输出能量显着，在可穿戴电子设备中的应用潜力巨大。
（A）为半固态（qSS） ASC，蓝色虚线矩形标记为实际工作设备的部分；
（B）为qSS ASC处于曲折的状态；
（C）为两个ASCs串联供电18个摆放形式为“NUS”绿色发光二极管。
【小结】
在这项工作中，作者经过合理地规划两步法，使用2-MI组成自支撑Ni3S2纳米片阵列。该办法显着地进步了资料的电容功能，在50 A g-1的极高电流密度下，表现出了1000 F g−1的可逆容量，并在20000次充放电循环今后并无显着的衰竭。根据这种资料的充电机充电非对称电容器在1.7 kW kg−1的功率密度下，能量密度达到了202 W h kg−1。经过以现在的研讨为例，我们对未来高功能电极资料的规划供给了一个合理的方向。