镍钴层状双氢氧化物超级电容器材料的制备及性能

丁英杰，张萌，严朝雄，王国胜，徐志花*

（江汉大学a.精细爆破国家重点实验室；b.工业烟尘污染与控制湖北省重点实验室，湖北 武汉 430056）

0 引言

随着我国在应对全球气候变化问题上提出了碳达峰和碳中和的战略目标，大力发展清洁低碳能源，积极构建以新能源为主体的能源供给体系是实现经济社会高质量发展的必然选择。超级电容器作为一种新型储能装置，与传统电容器和化学电池相比具有高功率密度、快速充放电和长寿命等优势［1］，是实现高效节能的理想储能设备。电极材料是影响超级电容器性能的关键因素，因此，高性能超级电容器电极材料的设计和制备是近年来的研究热点。镍基和钴基氢氧化物因具有高理论比电容、低成本和丰富来源等优点广泛应用于新能源领域［2-3］，其中镍钴层状双金属氢氧化物（NiCo-LDH）电极材料因具有独特的层状结构、大比表面积及丰富的活性位点而受到了广泛关注。本文主要对NiCo-LDH纳米材料的制备方法及其作为超级电容器电极材料的电化学性能进行了综述，并对提升其在实际电容器中的应用给出了一些建议。

1 NiCo-LDH的制备

层状双金属氢氧化物（layer double hydroxide，LDH）是一种具有二维（2D）层状结构的材料，由类水滑石状MⅡ（OH）2层堆叠组成，其中部分MⅡ离子被MⅢ离子同构取代，同时带正电的主体层间带有平衡电荷的阴离子［4-5］。LDH的分子式可描述为［MⅡ1-xMⅢx（OH）2］x+（An-）x/n/H2O，MⅡ（Mg、Fe、Ni、Cu、Zn等）和MⅢ（Cr、Fe、Co、Ga、Al等）分别为二价和三价金属阳离子，An-为阴离子（如CO32-、NO3-、ClO4-等），层间阴离子与金属阳离子之间的静电相互作用使其紧密结合［4-5］。LDH由于其低成本、优异的电化学性能以及组成成分易调控等特性，被广泛应用在光催化、电化学、药物传递和污染水处理等领域。

LDH的合成有多种途径，如共沉淀法、水热法、微波法、溶胶-凝胶法和电沉积法等［6-8］。共沉淀法也被描述为一种廉价简单的“一锅法”，可看作从过饱和溶液中同时沉淀MⅡ（OH）2和MⅢ（OH）2。Li等［9］以尿素作为沉淀剂，乙二醇和水作为溶剂，通过调控硝酸镍和硝酸钴不同的摩尔比，在90℃反应3 h，得到了NixCo100-x-LDH电极材料。制备的Ni50Co50-LDH电极表现出较好的电化学性能，在0.5 A/g的电流密度下比电容为1537 F/g；在10 A/g下比电容为1181 F/g。Li等［10］将不同比例的氯化镍、氯化钴溶解到氯化铵和氢氧化钠的混合溶液中，通过化学沉淀法在泡沫镍表面原位生长NiCo-LDH纳米阵列，所制备的Ni0.6Co0.4-LDH电极具有规则有序的微观结构，表现出较好的电化学性能，其在1 A/g下的比电容为2380 F/g；循环充放电2700次后，其比电容为初始比电容的105.7%。

水热法是指将一定形式的前驱体放置在水相或非水相反应体系的高压反应釜中，通过在一定温度和压力的条件下进行水热反应，再经分离、洗涤和干燥等一系列处理的制样方法。与低温共沉淀法相比，水热法制得的粉末样品尺寸均一、形貌良好，可以有效避免微粒团聚。Yang等［11］采用水热合成法，将硝酸镍和硝酸钴溶解于乙醇，以尿素作为沉淀剂，然后与碳布一起放入高压反应釜中，在120℃水热反应5 h，获得了生长在碳布上的NiCo-LDH纳米阵列。所制得的电极在5 mA/cm2的电流密度下具有1321 F/g的比电容，当电流密度增加到30 mA/cm2时，比电容保留率为75%。Zhou等［12］也利用水热法在泡沫镍（NF）上制备了三维片状的NiCo-LDH材料。在1 A/g的电流密度下，NiCo-LDH/NF电极的比电容为418.7 F/g。

与水热法相比，微波合成具有节能、高效、反应时间短及加热均匀等优点［13］。Qiu等［13］将硝酸镍、硝酸钴和尿素溶解于乙二醇溶液，采用微波法在190℃反应10 min就得到了花球状结构的NiCo-LDH材料。NiCo-LDH电极在10 A/g的电流密度下比电容为880 F/g，循环充放电2000次后电容保留率为81.8%。Zhou等［14］总结性地报道了一种通过调节水/乙二醇溶剂比例来调控二维或三维NiCo-LDH纳米材料的微波辅助法。当乙二醇含量为40%时，可获得纳米片花状结构的NiCo-LDH材料；当乙二醇含量为0%和75%时，分别获得了微球和纳米片状结构的NiCo-LDH材料。所制备的纳米片花状NiCo-LDH电极在1 A/g的电流密度下具有1187.2 F/g的比电容，循环充放电1000次后，其电容的保留率为97%，电化学性能优于其他不同溶剂比例制备的电极材料。该工作进一步表明采用同种方法和前驱体，仅简单改变混合溶剂的比例就能调控NiCo-LDH纳米材料的形貌及其电化学性能。

电沉积法是在导电基底表面直接沉积活性材料，可以避免在制备电极过程中添加各种导电剂和聚合物粘黏剂等，避免影响活性材料的电化学性能。Zhao等［15］在硝酸镍和硝酸钴的混合溶液（Ni∶Co=1∶2）中，以泡沫镍为工作电极，铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，通过阴极电沉积法制备了NiCo-LDH电极，该电极在1 mA/cm2的电流密度下比电容为776.8 C/g，循环充放电5000次后的电容保留率为67.9%。Wang等［16］使用含有硫脲（TU）的硫酸盐溶液，利用TU的螯合和诱导作用，成功地在泡沫镍表面电沉积得到了蜂窝状的NiCo-LDH材料。独特的蜂窝状形貌会暴露更多的活性位点，为电子和离子提供更短的传输路径。该电极在电流密度为1 A/g时的比电容为1198 F/g，循环10000次后比电容仍为初始电容的83.3%，具有良好的循环寿命。

溶胶-凝胶法普遍使用金属醇盐类化合物，将其溶解在有机溶剂中，在一定温度下通过水解反应和聚合反应形成水凝胶，最后经过干燥处理制成干凝胶电极。Liu等［17］在含有氯化镍和氯化钴的有机溶剂中添加环氧丙烷，利用环氧丙烷的开环反应促进溶液中金属离子的水解，在室温条件下反应12 h逐渐形成了浅绿色透明的NiCo-LDH干凝胶。他们使用同样的方法也制备了Ni（OH）2干凝胶。在三电极测试中，两种干凝胶电极在2 A/g下表现出相近的比电容，但经过2000次循环充放电后，NiCo-LDH的比电容为其初始电容的78%，明显高于Ni（OH）2（45%）。研究发现，Co2+离子可以调控干凝胶的微观结构，在相同制备条件下Ni（OH）2干凝胶呈现出颗粒聚集且相互连接的骨架，而NiCo-LDH干凝胶则显示出可控介孔的纳米片状交联骨架，更有利于降低扩散阻力和界面电荷转移阻力。

以上几种主要的NiCo-LDH电极材料制备方法的优点简述如图1所示。此外，表1列举出了不同方法制备的NiCo-LDH电极材料及其电化学性能。可以发现，制备方法对NiCo-LDH的微观结构及其电化学性能有较大影响。在相同制备方法下，反应物前驱体、反应溶剂及其比例、反应温度和时间等都会影响NiCo-LDH电极材料的微观结构及其电化学性能。

表1 不同方法制备的NiCo-LDH电极材料及其电化学性能Tab.1 NiCo-LDH electrode materials prepared from different methods and their electrochemical properties

图1 NiCo-LDH制备方法的优点对比图Fig.1 Comparison of the advantages of NiCo-LDH preparation methods

2 离子掺杂NiCo-LDH

在目前的研究报道中，人们发现NiCo-LDH电极的导电性较差，同时还存在连续充放电过程中体积膨胀所导致的比电容急剧下降等问题。为解决上述问题，研究者采用离子掺杂或将NiCo-LDH与碳材料、过渡金属氧化物及导电聚合物等进行复合等方法，利用不同组分之间的协同效应来提升NiCo-LDH材料的电化学性能。

2.1 金属离子掺杂NiCo-LDH

2.1.1 Fe3+掺杂NiCo-LDH Pourfarzad等［18］以泡沫镍为工作电极，通过电沉积法在泡沫镍上直接合成了Fe3+离子掺杂的镍钴层状双氢氧化物纳米片（NiCoFe-LDH）。同时通过改变Co、Ni和Fe的摩尔比制备了5种不同比例的电极材料。实验结果显示，当Ni∶Co∶Fe摩尔比为2∶1∶1时制备的样品具有最大的比电容，在1 A/g的电流密度下显示出3130 F/g的高比电容，在100 A/g下其比电容为初始电容的44.1%。该电极优异的电化学性能可能与Ni、Co和Fe金属间的协同效应有关，并且Fe3+离子的掺杂可有效促进电极对OH-的吸附，从而加速整个氧化还原反应过程的进行［18］。

2.1.2 Mn3+掺杂NiCo-LDH Zheng等［19］首先在常温下利用化学沉淀法制备了钴锰金属有机骨架（Co-Mn-ZIF）作为前驱体，然后以前驱体作为模板合成了Mn3+离子掺杂的NiCoMn-LDH材料。NiCoMn-LDH独特的中空纳米结构能提供更大的比表面积，暴露更多的活性位点，从而加快法拉第氧化还原反应的进行。NiCoMn-LDH电极在1 A/g下的比电容达到了2012.5 F/g，在10 A/g时其比电容保持率为75%，显著优于NiCo-LDH电极在1 A/g下1266.3 F/g的比电容和在10 A/g下41.8%的保留率。Mn3+的加入显著改善了NiCo-LDH整体的电化学性能。Hao等［20］以钴金属有机骨架（ZIF-67）作为模板，通过溶剂热和煅烧法成功制备了NiCoMn-LDH材料。得益于三金属掺杂导致更高的自由电子传导率以及丰富的反应活性位点，NiCoMn-LDH电极在1 A/g的电流密度下具有2995.6 F/g的高比电容，其在10 A/g下循环充放电5000次后，电容值仍保留初始电容的91.8%。

2.1.3 Al3+掺杂NiCo-LDH Xiao等［21］通过调节金属前驱体比例，采用水热法制备了Al3+掺杂的镍钴层状双氢氧化物（NiCoAl-LDH）。研究发现Al3+的引入能很好地防止NiCo金属氢氧化物层间的坍塌，确保电极在充放电过程中保持稳定结构。其中，六方纳米片组成的二维NiCo2Al-LDH电极具有最佳的电化学性能，该电极在1 A/g时的比电容为2369.4 F/g，循环充放电5000次后其比电容保留率为85.7%。康桂英等［22］同样利用水热法，通过调控不同摩尔比的硫酸镍、硫酸钴和硫酸铝制备了CoAl、NiAl、NiCoAl三种多金属氢氧化物电极材料。图2（a）～图2（c）为3种材料的扫描电镜照片（SEM），均显示出纳米片状结构。CoAl-LDH形貌类似花瓣状，较为疏松；NiAl-LDH呈现较小的花瓣，并且彼此之间的空隙明显减小；而NiCoAl-LDH的形貌则有较大不同，呈球形花簇状，顶端有部分团聚现象。在循环伏安（CV）测试中（图2（d）），NiCoAl-LDH电极拥有一对较对称的氧化还原峰，表明其在充放电过程中发生的氧化还原反应具有良好的可逆性。在恒流充放电（GCD）测试中（图2（e）），三者均表现出明显的电池型放电平台，其中NiCoAl-LDH具有最长的放电时间和最大的比电容。该研究结果表明，三元NiCoAl氢氧化物明显改善了二元NiAl、CoAl氢氧化物电极材料的导电性和稳定性，使其在超级电容器的充放电容量和材料的稳定性上有了显著的提高。

图2 （a）CoAl-LDH样品的SEM照片；（b）NiAl-LDH样品的SEM照片；（c）NiCoAl-LDH样品的SEM照片；（d）5 mV/s扫描速率下样品的CV曲线；（e）电流密度为0.6 A/g时样品的GCD曲线［22］Fig.2(a)SEM image of CoAl-LDH;(b)SEM image of NiAl-LDH;(c)SEM image of NiCoAl-LDH;(d)CV curves of the samples at a scan rate of 5 mV/s;(e)GCD curves of the samples at a current density of 0.6 A/g[22]

2.2 非金属离子掺杂NiCo-LDH

与金属氧化物相比，金属硫化物表现出更丰富的氧化还原反应和更高的电导率，是一种很有发展前途的超级电容器电极材料。Karthik等［23］使用不锈钢（SS）作为工作电极，铂丝和银/氯化银分别作为对电极和参比电极，在含有硫脲的镍钴盐溶液中制备了硫掺杂的镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH-S/SS）。制备的NiCo-LDH-S/SS电极在1 A/g下的比电容为232 C/g，在循环充放电5000次后其比电容保留率为95.7%，具有较长的循环寿命。Shi等［24］以硫代乙酰胺作为硫源，通过一步水热法制备了不同硫掺杂量的NiCo-LDH-Sx。掺杂硫后，样品形貌发生了明显的改变，当掺杂硫的比率为2.5%和7.5%时，样品分别显示出纳米片花状和纳米片球状结构，其中，NiCo-LDH-S7.5电极在1 A/g时具有最高的比电容（2417.7 F/g），电流密度增加到20 A/g时其仍有81.8%的保留率。相比NiCo-LDH电极材料和不同硫掺杂量的改性材料，NiCo-LDH-S7.5电化学性能最优，一方面归因于硫的掺杂可以有效调节镍钴的电子结构，改善其导电性；另一方面，独特的纳米片球状结构不仅能提供丰富的活性位点，还可以促进电解质离子渗透到电极内部。

Kim等［25］通过简单的两步水热法合成了硫和磷元素共掺杂的镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH-SP）。NiCo-LDH-SP电极在3 A/g时其比电容为3844.8 F/g，明显高于单体NiCo-LDH（1721 F/g），在20 A/g时该电极的比电容保留率为66%。电化学阻抗谱（EIS）结果表明，掺杂硫和磷后能有效降低电极的电荷转移电阻，电极具有更高的表面活性和电导率。

3 NiCo-LDH复合材料

NiCo-LDH与碳基、金属基和导电聚合物等介质材料复合可以改善其导电性和稳定性。碳基材料包括石墨烯（G）、碳纳米纤维（CNF）、碳纳米管（CNT）等具有高比表面积、优异的导电性和化学稳定性等优点。金属基材料如NiCoP、MnO2及CoMoO4等作为核结构，LDH纳米片作为壳结构，这类核壳异质结构的复合材料也表现出超乎寻常的电化学性能。

3.1 碳基/NiCo-LDH复合材料

3.1.1 石墨烯/NiCo-LDH复合材料由于石墨烯表面显负电，对金属离子具有很强的吸附能力，因此石墨烯可以在混合金属盐溶液中作为模板生长金属氢氧化物。Yang等［26］利用共沉淀法成功在石墨烯表面生长了超薄的镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH-G）。他们发现石墨烯表面的C/O官能团能有效促进Co2+氧化为Co3+，并且能将不规则形貌的镍钴氢氧化物转变为规整的双层氢氧化物，所制备的NiCo-LDH-G电极在1 A/g下具有1489 F/g的比电容，明显优于NiCo-OH电极（932 F/g）。在连续循环充放电5000次后，该电极仍有80%的容量寿命。Zou等［27］采用微波液相合成法，也在石墨烯衬底上生长了超薄蜂窝状镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH/G）。根据密度泛函理论计算结果显示，NiCo-LDH/G的带隙比纯NiCo-LDH的带隙小很多，电子更容易发生跃迁，明显提高了电极的导电性。NiCo-LDH/G电极具有优异的电化学性能，在1 A/g下的比容量为175.1 mAh/g，当电流密度增加到20 A/g时，其比容量保留初始电容的87.1%。

3.1.2 碳纳米管（纤维）/NiCo-LDH复合材料一维碳纳米管/纤维具有重量轻、结构稳定和导电性好等优点，NiCo-LDH与碳纳米管/纤维复合，不仅可以提高活性材料的负载质量，还能有效抑制其团聚。Li等［28］通过电沉积法在碳纳米管（CNT）上生长了镍钴层状双氢氧化物（CNT@NiCo-LDH）。负载单位面积质量为8.5 mg/cm2的活性材料电极在1 A/g时的比电容为2046 F/g，在15 A/g时的比电容仍保留初始电容的65.2%。Wang等［29］采用一步水热法，获得了一种在碳纳米管表面原位生长的镍钴层状双氢氧化物纳米针材料（CNT@NCDHNs）。如图3（a）所示，CNT表面粗糙，且垂直排列着尖锐的纳米针，数量丰富的纳米针拥有更大的比表面积，有助于电解质离子扩散到电极内部。CNT@NCDHNs电极在1 A/g时显示出了1823 F/g的比电容，在20 A/g下的比电容保留其初始容量的77.6%（图3（b））。

Xu等［30］采用微波法，在空心纳米纤维（HCNF）上生长了镍钴层状双氢氧化物（HCNF@Ni0.67Co0.33-LDH）。如图3（c）所示，空心纳米纤维作为优良的导电内核，不仅支撑纳米丝状多孔外壳的生长并防止丝状外壳的聚集，还可以有效地为电子和电解质离子提供快速的传输路径。该复合电极在1 A/g时的比电容为2486 F/g，在循环充放电1000次后保留初始电容的99%（图3（d）），表现出了优异的容量寿命。

图3 （a）CNT@NCDHNs的TEM图像；（b）CNT@NCDHNs电极在不同放电电流下的比电容［29］；（c）HCNF@Ni0.67Co0.33-LDH的TEM图像；（d）HCNF@Ni0.67Co0.33-LDH在1 A/g时的循环性能曲线［30］Fig.3(a)TEM image of CNT@NCDHNs;(b)The specific capacitance of CNT@NCDHNs electrode at various discharge currents［29］;(c)TEM image of HCNF@Ni0.67Co0.33-LDH;(d)The cyclic performance curve of HCNF@Ni0.67Co0.33-LDH at a current density of 1 A/g［30］

3.2 金属化合物基/NiCo-LDH复合材料

双氢氧化物纳米片与作为内核的金属氧化物（TMOs）复合是显著提高其电化学性能的一种常见的界面改造方法。相比单独组分电极，复合电极间高效的协同效应能带来更佳的电化学性能。例如，He等［31］通过两步水热法，设计并制备了一种新型柔性超级电容器电极。以FeCo2O4纳米线作为“核心材料”，衍生的镍钴双氢氧化物纳米片作为“壳材料”，获得了分等级结构的FeCo2O4@NiCo-LDH复合材料。FeCo2O4纳米线不仅能有效提高材料的导电性，并且还有利于NiCo-LDH纳米片的有序排列。该复合材料在1 A/g时的比电容为2426 F/g，相比NiCo-LDH或FeCo2O4电极，其比电容有明显提升。复合电极在连续充放电5000次后的比电容为初始电容的91.6%，高于NiCo-LDH（80.1%）和FeCo2O4（72.4%）。Gao等［32］通过水热和低温磷化方法，首先制备了镍钴磷化物（NiCoP）前驱体作为导电内核，然后在磷化物上原位生长了镍钴层状双氢氧化物纳米片外壳（NiCoP@NiCo-LDH）。密度泛函理论计算结果显示，镍钴磷化物内核具有优越的导电性和对OH-的强大亲和力，能显著改善NiCo-LDH的电化学性能。正是因为核/壳异质结构和多组分间的协同效应，NiCoP@NiCo-LDH复合电极在1 mA/cm2时的比电容为1951 F/g；当电流密度增加到20 mA/cm2时，其比电容保留率为89.3%，在连续充放电5000次后，其电容为初始电容的81.1%，相比NiCo-LDH和NiCoP单体电极的电化学性能有明显的提升。

金属有机框架结构（MOF）一直都是构建多级中空材料的理想模板，具有有序的开口通道和较大的比表面积等特点，广泛应用于超级电容器的电极材料。Liu等［33］利用多硫化钴（CoSx）作为立方MOF模板，通过硫化和化学沉淀两步法制备了具有核壳结构的CoSx@NiCo-LDH纳米立方体（图4（a））。CoSx@NiCo-LDH电极在1 A/g时具有680.8 C/g的比电容，相比CoSx（138.3 C/g）和NiCo-LDH（312.9 C/g），比电容有明显提升（图4（b））。该电极在连续充放电3000次后其比电容保留初始电容的80%。Acharya等［34］通过两步共沉淀法，首先在泡沫镍上合成了钴酸镍（NiCo2O4）纳米棒，然后将NiCo2O4（NCO）放入不同浓度的硝酸镍和乙醇溶液中，经过简单的离子交换和蚀刻处理合成了分级NCO@Ni-Co-LDH-x电极材料；如图4（c）所示，复合材料的NiCo-LDH纳米片外壳具有多孔和高度结晶的特性，丰富的介孔和大孔为离子和电解液的扩散提供了快速的反应通道。由于纳米棒和纳米片在单一核壳结构框架中的协同效应为快速的氧化还原反应提供了更丰富的电活性位点，相比单独组分的NCO和Ni-Co-LDH电极和不同摩尔比 的NCO@Ni-Co-LDH-1和NCO@Ni-Co-LDH-3复 合 电极，NCO@Ni-Co-LDH-2复合电极具有最大的比电容（图4（d）），在1 A/g时的比电容为2370 F/g，30 A/g下比电容为1854 F/g，在连续充放电5000次后比电容为初始电容的86.3%。

图4 （a）CoSx@NiCo-LDH的TEM图像；（b）CoSx@NiCo-LDH等电极在不同电流密度下的比电容［33］；（c）NiCo2O4@NiCo-LDH的TEM图像；（d）NiCo2O4@NiCo-LDH等电极在不同电流密度下的比电容［34］Fig.4(a)TEM image of CoSx@NiCo-LDH;(b)The specific capacitance of the different electrodes(CoSx@NiCo-LDH,etc.)at various current densities［33］;(c)TEM image of NiCo2O4@NiCo-LDH;(d)The specific capacitance of different electrodes(NiCo2O4@NiCo-LDH,etc.)at various current densities［34］

3.3 导电聚合物/NiCo-LDH复合材料

导电聚合物例如聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPY）及聚噻吩（PT）等具有导电能力强、成本低、易于合成等优点，其作为增强导电性辅助材料的研究也受到了关注。Wu等［35］通过在生物炭（BC）上包覆PANI和NiCo-LDH，制备了一种具有优良稳定性的柔性电极（NiCo-LDH/PANI/BC）。由于其表面的粗糙和亲水特性，PANI层起到了“纳米胶”的作用，可以将纳米片状的NiCo-LDH均匀、牢固地固定在碳纤维表面。同时大面积的三维导电网络和丰富的活性物质使得复合材料表现出优异的电化学性能。NiCo-LDH/PANI/BC复合电极在1 A/g的电流密度下的比电容达到1690 F/g，显著高于PANI/BC（33 F/g）和NiCo-LDH/BC（831 F/g）。Cao等［36］通过电沉积-碳化-电沉积方法，以一种聚苯胺衍生碳纳米线（PANC）作为核结构，成功在其上合成了NiCo-LDH复合材料（PANC@NiCo-LDH）。由于聚苯胺衍生碳保留了其充满氮原子的长链结构，可为NiCo-LDH的均匀生长提供大量的活性位点，合成的PANC@NiCo-LDH材料具有丰富的孔隙以及相互交联的活性网络结构。该复合电极在0.5 A/g时的比电容为1529.5 F/g，当电流密度增加到10 A/g时，没有明显的电容衰减（1425.2 F/g），具有出色的速率性能。

掺杂其他金属或非金属离子或与导电性好的化合物进行复合是提高镍钴层状双氢氧化物电化学性能的常用手段。表2列举了改性NiCo-LDH基电极材料的电化学性能，可以发现，通过掺杂可以调节NiCo-LDH中金属离子比例和调控电极材料中的金属氧化态/还原态数量，促进其氧化还原反应的发生，同时还可以极大地提高材料的本征电导率。通过复合可以调控NiCo-LDH的微观形貌和结构，不仅有利于暴露更多的氧化还原活性位点以及促进电解质向电极内部的快速扩散，还能增强整个电极的导电性，从而提升电极的整体电化学性能。

表2 改性的NiCo-LDH电极材料的电化学性能比较Tab.2 Electrochemical properties comparison of modified NiCo-LDH electrode materials

4 结语

NiCo-LDH材料具有高理论比电容和丰富的自然资源等优点，可以应用于超级电容器领域。但NiCo-LDH在连续充放电过后会不可避免地引起体积膨胀和团聚现象，同时NiCo-LDH本征电导率较低，严重阻碍了其在超级电容器方面的实际应用。在以后的研究应用中，可从以下几个方面综合考虑提升NiCo-LDH材料的电化学性能。

1）在NiCo-LDH中掺杂多种阳离子或阴离子，通过适量增加晶格缺陷提高材料电导率，同时还可以提供多种氧化还原活性物质，在加快氧化还原反应的同时提升电极材料的比电容和循环性能。

2）NiCo-LDH的微观形貌一般为纳米薄片堆叠而成，容易团聚且在充放电过程中易坍塌，可以通过结合多种制备策略，设计具有有序多级结构的电极材料，不仅可以增强结构的稳定性，还可以提供电解质快速移动的通道和丰富的活性位点。

3）可以利用电沉积或沉淀法直接在导电衬底上生长适量的NiCo-LDH及其衍生物，无需粘黏剂和导电剂，通过调控其微观形貌达到充分利用其活性成分的目的。

4）从构筑柔性超级电容器角度出发，可以考虑采用凝胶-溶胶法或使用兼容性较好的其他柔性基底，开发出具有实际利用价值的柔性超级电容器电极，以满足目前社会在生活生产方面对柔性电容器的需求。