Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2017

20.08.2017

Facile synthesis of high-performance Ni(OH)2/expanded graphite electrodes for asymmetric supercapacitors

verfasst von: Jiawei Yuan, Shuihua Tang, Zhentao Zhu, Xiaolong Qin, Renjie Qu, Yuxiao Deng, Lingshan Wu, Jie Li, Geir Martin Haarberg

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 23/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Cost-effective commercial expanded graphite (EG) was used as a raw material, and a facile in-situ electrodeposition method was adopted to synthesize a layered Ni(OH)2/EG composite electrode in an N,N-dimethylformamide-water system. Scanning electron microscopy images show that expanded graphite sheets, Ni(OH)2 nanoparticles and carbon nanotubes construct a layered structure, which not only effectively restrains restacking of EG sheets but also prevents aggregation of nickel hydroxide particles. The electrode delivers a satisfactory initial specific capacitance of 1719.5 F/g at 1 A/g with a total mass loading of 5.0 mg/cm2. Even at 10 A/g, the capacitance only decreases to 1181.3 F/g, showing a remarkable rate capability. Moreover, an optimized asymmetric supercapacitor (ASC) device was fabricated, in which the Ni(OH)2/EG electrode was used as a positive electrode and commercial activated carbon (AC) was used as a negative electrode. The ASC device can deliver a prominent energy density of 32.3 Wh/kg at power density 504.7 W/kg, and long cycling life with 79% original capacitance after 1000 cycles at 5 A/g, which can be prospective to be applied in practical devices for energy storage and conversion.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
3.
6.
7.
8.
Zurück zum Zitat D.P. Dubal, O. Ayyad, V. Ruiz, P. Gomez-Romero, Chem. Soc. Rev. 44, 1777–1790 (2015)CrossRef D.P. Dubal, O. Ayyad, V. Ruiz, P. Gomez-Romero, Chem. Soc. Rev. 44, 1777–1790 (2015)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat T. Ramesh, R. Jayashree, P.V. Kamath, S. Rodrigues, A. Shukla, J. Power Sources 104, 295–298 (2002)CrossRef T. Ramesh, R. Jayashree, P.V. Kamath, S. Rodrigues, A. Shukla, J. Power Sources 104, 295–298 (2002)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat J. Yan, Z. Fan, W. Sun, G. Ning, T. Wei, Q. Zhang, R. Zhang, L. Zhi, F. Wei, Adv. Funct. Mater. 22, 2632–2641 (2012)CrossRef J. Yan, Z. Fan, W. Sun, G. Ning, T. Wei, Q. Zhang, R. Zhang, L. Zhi, F. Wei, Adv. Funct. Mater. 22, 2632–2641 (2012)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat J. Ji, L.L. Zhang, H. Ji, Y. Li, X. Zhao, X. Bai, X. Fan, F. Zhang, R.S. Ruoff, ACS Nano 7, 6237–6243 (2013)CrossRef J. Ji, L.L. Zhang, H. Ji, Y. Li, X. Zhao, X. Bai, X. Fan, F. Zhang, R.S. Ruoff, ACS Nano 7, 6237–6243 (2013)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat X. Ma, Y. Li, Z. Wen, F. Gao, C. Liang, R. Che, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 974–979 (2015)CrossRef X. Ma, Y. Li, Z. Wen, F. Gao, C. Liang, R. Che, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 974–979 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat J.H. Park, O.O. Park, K.H. Shin, C.S. Jin, J.H. Kim, Electrochem. Solid State Lett. 5, H7-H10 (2002)CrossRef J.H. Park, O.O. Park, K.H. Shin, C.S. Jin, J.H. Kim, Electrochem. Solid State Lett. 5, H7-H10 (2002)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Q. Huang, X. Wang, J. Li, C. Dai, S. Gamboa, P. Sebastian, J. Power Sources 164, 425–429 (2007)CrossRef Q. Huang, X. Wang, J. Li, C. Dai, S. Gamboa, P. Sebastian, J. Power Sources 164, 425–429 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M.-H. Kim, J.-W. Lee, S.-M. Park, K.C. Roh, J. Ceram. Process Res. 13, 265–269 (2012) M.-H. Kim, J.-W. Lee, S.-M. Park, K.C. Roh, J. Ceram. Process Res. 13, 265–269 (2012)
17.
Zurück zum Zitat Z. Tang, C.h.. Tang, H. Gong, Adv. Funct. Mater. 22, 1272–1278 (2012)CrossRef Z. Tang, C.h.. Tang, H. Gong, Adv. Funct. Mater. 22, 1272–1278 (2012)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat L.L. Zhang, Z. Xiong, X. Zhao, J. Power Sources 222, 326–332 (2013)CrossRef L.L. Zhang, Z. Xiong, X. Zhao, J. Power Sources 222, 326–332 (2013)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat R.R. Salunkhe, J. Lin, V. Malgras, S.X. Dou, J.H. Kim, Y. Yamauchi, Nano Energy 11, 211–218 (2015)CrossRef R.R. Salunkhe, J. Lin, V. Malgras, S.X. Dou, J.H. Kim, Y. Yamauchi, Nano Energy 11, 211–218 (2015)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat H. Wang, Y. Liang, T. Mirfakhrai, Z. Chen, H.S. Casalongue, H. Dai, Nano Res. 4, 729–736 (2011)CrossRef H. Wang, Y. Liang, T. Mirfakhrai, Z. Chen, H.S. Casalongue, H. Dai, Nano Res. 4, 729–736 (2011)CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat L. Mao, C. Guan, X. Huang, Q. Ke, Y. Zhang, J. Wang, Electrochim. Acta 196, 653–660 (2016)CrossRef L. Mao, C. Guan, X. Huang, Q. Ke, Y. Zhang, J. Wang, Electrochim. Acta 196, 653–660 (2016)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat L. Wang, X. Li, T. Guo, X. Yan, B.K. Tay, Int. J. Hydrogen Energy 39, 7876–7884 (2014)CrossRef L. Wang, X. Li, T. Guo, X. Yan, B.K. Tay, Int. J. Hydrogen Energy 39, 7876–7884 (2014)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat H. Wang, H.S. Casalongue, Y. Liang, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 132, 7472–7477 (2010)CrossRef H. Wang, H.S. Casalongue, Y. Liang, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 132, 7472–7477 (2010)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J. Kim, Y. Kim, S.-J. Park, Y. Jung, S. Kim, J. Ind. Eng. Chem. 36, 139–146 (2016)CrossRef J. Kim, Y. Kim, S.-J. Park, Y. Jung, S. Kim, J. Ind. Eng. Chem. 36, 139–146 (2016)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat J. Xu, X. Gu, J. Cao, W. Wang, Z. Chen, J. Solid State Electrochem. 16, 2667–2674 (2012)CrossRef J. Xu, X. Gu, J. Cao, W. Wang, Z. Chen, J. Solid State Electrochem. 16, 2667–2674 (2012)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat L. Sui, S. Tang, Z. Dai, Z. Zhu, H. Huangfu, X. Qin, Y. Deng, G.M. Haarberg, New J. Chem. 39, 9363–9371 (2015)CrossRef L. Sui, S. Tang, Z. Dai, Z. Zhu, H. Huangfu, X. Qin, Y. Deng, G.M. Haarberg, New J. Chem. 39, 9363–9371 (2015)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat X. Wang, J. Liu, Y. Wang, C. Zhao, W. Zheng, Mater. Res. Bull. 52, 89–95 (2014)CrossRef X. Wang, J. Liu, Y. Wang, C. Zhao, W. Zheng, Mater. Res. Bull. 52, 89–95 (2014)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat L. Sui, S. Tang, Y. Chen, Z. Dai, H. Huangfu, Z. Zhu, X. Qin, Y. Deng, G.M. Haarberg, Electrochim. Acta 182, 1159–1165 (2015)CrossRef L. Sui, S. Tang, Y. Chen, Z. Dai, H. Huangfu, Z. Zhu, X. Qin, Y. Deng, G.M. Haarberg, Electrochim. Acta 182, 1159–1165 (2015)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Y. Bai, W. Wang, R. Wang, J. Sun, L. Gao, J. Mater. Chem. A 3, 12530–12538 (2015)CrossRef Y. Bai, W. Wang, R. Wang, J. Sun, L. Gao, J. Mater. Chem. A 3, 12530–12538 (2015)CrossRef
32.
33.
Zurück zum Zitat G. Helen, Annal Therese, P. Vishnu Kamath, Chem. Mater. 12, 1195–1204 (2000)CrossRef G. Helen, Annal Therese, P. Vishnu Kamath, Chem. Mater. 12, 1195–1204 (2000)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat M. Taibi, S. Ammar, N. Jouini, F. Fiévet, P. Molinié, M. Drillon, J. Mater. Chem. 12, 3238–3244 (2002)CrossRef M. Taibi, S. Ammar, N. Jouini, F. Fiévet, P. Molinié, M. Drillon, J. Mater. Chem. 12, 3238–3244 (2002)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat Y. Li, J. Yao, Y. Zhu, Z. Zou, H. Wang, J. Power Sources 203, 177–183 (2012)CrossRef Y. Li, J. Yao, Y. Zhu, Z. Zou, H. Wang, J. Power Sources 203, 177–183 (2012)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat L. Zhang, Q. Ding, Y. Huang, H. Gu, Y.E. Miao, T. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 22669–22677 (2015)CrossRef L. Zhang, Q. Ding, Y. Huang, H. Gu, Y.E. Miao, T. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 22669–22677 (2015)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat H. Ma, J. He, D.B. Xiong, J. Wu, Q. Li, V. Dravid, Y. Zhao, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 1992–2000 (2016)CrossRef H. Ma, J. He, D.B. Xiong, J. Wu, Q. Li, V. Dravid, Y. Zhao, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 1992–2000 (2016)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Y. Xu, L. Wang, P. Cao, C. Cai, Y. Fu, X. Ma, J. Power Sources 306, 742–752 (2016)CrossRef Y. Xu, L. Wang, P. Cao, C. Cai, Y. Fu, X. Ma, J. Power Sources 306, 742–752 (2016)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Y. Zhao, L. Hu, S. Zhao, L. Wu, Adv. Funct. Mater. 26, 4085–4093 (2016)CrossRef Y. Zhao, L. Hu, S. Zhao, L. Wu, Adv. Funct. Mater. 26, 4085–4093 (2016)CrossRef
Metadaten
Titel
Facile synthesis of high-performance Ni(OH)2/expanded graphite electrodes for asymmetric supercapacitors
verfasst von
Jiawei Yuan
Shuihua Tang
Zhentao Zhu
Xiaolong Qin
Renjie Qu
Yuxiao Deng
Lingshan Wu
Jie Li
Geir Martin Haarberg
Publikationsdatum
20.08.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 23/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-7745-1

Weitere Artikel der Ausgabe 23/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2017 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt