用于高功率和高能量水系及锂离子电容器的隧穿效应诱导剥离态 NiCoLDH 量子片

块状镍钴层状双氢氧化物（NiCoLDH）由于其层内活性位点的团聚和阻塞，表现出有限的电荷转移和较低的电导率。为了解决这一问题，通过简便的超声处理方法剥离块状 NiCoLDH，开发出了剥离态镍钴层状双氢氧化物量子片（e-LDHQS）。光谱和显微表征证实了 e-LDHQS 的形成，并表现出明显的廷德尔效应（量子材料的主要特征）。搭建了三电极体系，通过在 1 M KOH 中的循环伏安法和恒流充放电研究来评估 e-LDHQS 的电化学活性。e-LDHQS 电极具有电化学活性，在 1 A g –1 的电流倍率下提供了 655 C g –1 的比容量。应用幂律和 Dunn 方法探索了电荷存储动力学。随后，以 CR-2032 纽扣电池的形式制备了水系混合超级电容器和非水系锂离子电容器。制备的水系混合超级电容器器件（e-LDHQS|1 M KOH|rGO）在 133 Wh kg –1 的高比能量下展现出 2500 W kg –1 的比功率，并在 52 Wh kg –1 的比能量下展现出高达 27,000 W kg –1 的极高比功率；而非水系锂离子电容器（e-LDHQS|1 M LiPF 6 |rGO）在 20 Wh kg –1 的高比能量下展现出 800 W kg –1 的比功率，并在 2 Wh kg –1 的比能量下展现出 7000 W kg –1 的高比功率。如此优异的性能归因于与剥离态二维 LDH 量子片相关的量子尺寸效应（或量子隧穿效应），其促进了高效的电荷/离子传输。