Diseño y preparación de hidróxidos dobles en capas ternarios NiCoMn con una estructura dodecaédrica hueca para supercapacitores asimétricos de alto rendimiento

Los hidróxidos dobles en capas (LDHs) son materiales de cátodo prospectivos para supercapacitores debido a su notable capacitancia específica teórica y estructura en capas única. Sin embargo, los sitios electroactivos finitos y las especies de cationes limitan su aplicación práctica en supercapacitores. En este trabajo, se prepara un LDH metálico ternario hollow polyhedral Ni2CoMn1 utilizando un marco de imidazoles zeolíticos-67 (ZIF-67) como plantilla. Se ha encontrado que la estructura dodecaédrica hueca construida por delgadas nanosheets otorga al muestra Ni2CoMn1-LDH una abundante área específica y más canales de transporte de iones/electrones, lo que facilita la transferencia de iones/electrones. Mientras tanto, el Ni2CoMn1-LDH puede lograr el máximo efecto sinérgico de los diferentes metales de transición debido a su composición y contenido óptimos, lo que es propicio para mejorar el comportamiento electroquímico de los supercapacitores. Gracias a las ventajas de su estructura y composición, el electrodo Ni2CoMn1-LDH preparado presenta un excelente rendimiento de capacitancia de 1634.4 F g–1 a 0.5 A g–1. Además, un supercapacitor asimétrico fabricado con un cátodo de Ni2CoMn1-LDH y un ánodo de carbón activado (AC) revela una buena capacitancia específica de 123.4 F g–1 a 1 A g–1 y una densidad de energía máxima de 43.9 Wh kg–1 a una densidad de potencia de 800 W kg–1. Por lo tanto, la construcción de LDHs ternarios con una estructura hueca única y una composición de elementos óptima tiene una perspectiva prometedora en la aplicación industrial de supercapacitores y dispositivos de almacenamiento de energía a gran escala.