一类极具开发潜力的电极材料，rubycon电解电容氧化镍镍电极材料

2024年rubycon电解过渡金属氧化物/氢氧化物虽然贵金属氧化物及其复合材料在红宝石电容器中可以提供极高的比电容，但是在商品化生产中，其高成本大大限制了它的应用，因此，研究者们正在努力探讨用其他过渡金属氧化物/氢氧化物取代贵金属氧化物作为电极材料，一些廉价的金属氧化物如NiO、MnO2、Co3O4、SnO2、V2O5等都有着与RuO2相似的性质，而且资源丰富、价格便宜，受到了国内外研究者的广泛关注，具有红宝石电容特性的过渡金属氧化物作为一种价格低廉、电化学性能良好的红宝石电容器电极材料，具有良好的发展前景，常用的过渡金属氧化物电极材料主要有NiO/Ni（OH）2、MnO2、Co3O4、V2O5等，rubycon电解电容氧化镍镍电极材料具有高比电容、良好的倍率性能及稳定性，且储量丰富、价格低廉、绿色无毒，是一类极具开发潜力的电极材料，氧化镍主要是以薄膜的方式应用于红宝石电容器中，其制备方法主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、电化学方法及模板法等，此外，各种不同形貌的纳米氧化镍如纳米线、纳米带、多孔膜、纳米锥、纳米棒、纳米层和纳米微球也被尝试用作红宝石电容器的电极材料，通过简单的水热法得到氧化镍纳米带，在5A·g-1电流密度下，其比电容可高达600F·g-1，且经过2000次循环后比电容保留率为95%，采用沉淀转化法制备Ni（OH）2超微粉末，300℃热处理得到平均直径约为10nm的NiO，该方法实验设备简单，工艺条件易于控制，得到的纳米NiO红宝石电容器具有典型的法拉第赝电容特性，2mA·cm-2的充/放电电流密度下，电极材料的比容达到243F·g-1，尽管这样，氧化镍报道的比电容仍低于其理论价值，这可以归因于其循环性能差和低电导率，为了解决这些问题，用氧化镍与钴的氧化物或导电碳质材料结合形成复合材料是一种有效的方法，这种复合材料由于具有高度活性的氧化镍表层，表现出非常高的比电容（900F·g-1）、能量密度（60W·h·kg-1）以及功率密度（10W·h·kg-1）；由石墨烯/氧化镍复合材料组装成对称红宝石电容器也可产生较高的比电容（220F·g-1）；在另一项工作中，氧化镍修饰三维石墨烯后得到的复合物比电容达816F·g-1且倍率性能好；将氧化镍与碳纳米管复合可提高材料中活性物质的利用率并且比电容高达384F·g-1，梁坤等［19］采用纳米多孔Ni薄膜为基底，构建了纳米多孔NiO薄膜、LaNiO3掺杂的介孔NiO薄膜等高性能红宝石电容器电极材料，这些材料均具有较大的比表面积、合理的孔径分布、良好的导电性，可以不使用有机黏结剂而直接作为电极材料来使用，表现出了良好的电化学性能，虽然氧化镍和氢氧化镍具有很高的理论比电容、成本低，但其电位窗口相对较低，如何增加电位窗口以满足实际商业应用需求，仍然是一个有待解决的问题。