Page 122 - 《精细化工》2022年第5期

·976· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

图 4a 为 Ni 2p 的 Ni 2p 3/2 峰、Ni 2p 1/2 峰及其相 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极的 CV 曲线显著区别于双电层
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应的卫星峰，其中 853.06、870.36 eV 处为 Ni 的特 电容特性，显示出明显的氧化还原峰，表明 CC@Al-
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征峰，856.16、873.46 eV 处为 Ni 的特征峰。图 4b NiCo 2 S 4 为典型的赝电容材料，且在电极中发生了可
为 Co 2p 的 Co 2p 3/2 峰、Co 2p 1/2 峰及其相应的卫星 逆的法拉第反应，具体如式（6）~（8） [26-28] ：
峰，其中位于 778.3、793.2 eV 处的特征峰对应于 CoS OH   CoSOH e  （6）
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Co ，位于 781.4、796.9 eV 处的特征峰对应于 Co 。
CoSOH OH   CoSO H O e 2   （7）
图 4c 显示 S 元素在 161.30、162.43 eV 处存在 S 2p 3/2
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峰、S 2p 1/2 峰，分别归属于 S （金属—S）。另外， NiS OH   NiSOH e  （8）
163.71 eV 处的宽峰归属于 C—S 键，168.70 eV 处 图 5d 为 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极在不同电流密度
的特征峰归属于 S==O 键 [24] 。图 4d 中 Al 2p 在 68.16 （1、2、4、6、8、10、20 A/g）下的 GCD 曲线。
eV 处的强峰归属于 Al 3+[17] 。 由图 5d 可知，在不同的电流密度下，曲线始终呈现
上述结果表明，Al 元素已被成功引入到 CC@ 对称的三角形状，证明 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极具有良
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NiCo 2S 4 中，且 CC@Al-NiCo 2 S 4 中含有 Ni 、Ni 、 好的库仑效率。此外，当电流密度增加到 10 A/g 时，
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Co 、Co 、S 、Al 等多种价态的离子。虽然 Al CC@NiCo 2 S 4 电极的电容保持率下降为 70.4%，而
本身不具有电活性，不参与法拉第氧化还原反应 [25] ， CC@Al-NiCo 2 S 4 电极仍具有 1184.2 F/g 的高比电容，
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但 Al 可以提高 NiCo 2 S 4 的法拉第活性，有利于法 约为初始比电容的 78.1%，倍率性能优异，这是因
拉第电荷储存 [18] 。 为 Al 元素可以提高 NiCo 2 S 4 的导电性，有利于电子
2.2 材料的电化学性能测试 传输。将其与已经报道的文献进行对比，如表 1 所
图 5a 为 CC@NiCo 2 S 4 和 CC@Al-NiCo 2 S 4 两种 示，CC@Al-NiCo 2 S 4 表现出较高的电化学性能。对
电极在扫描速度为 5 mV/s 时的 CV 曲线。由图 5a CC@NiCo 2 S 4 、CC@Al-NiCo 2 S 4 进行 EIS 测试，相
可知，与 CC@NiCo 2 S 4 电极相比，CC@Al-NiCo 2 S 4 应的奈奎斯特图见图 5e。在高频区，曲线与实轴的
电极的 CV 曲线闭合区域面积更大。对比 CC@ 交点表示电解质电阻（R s ），包括材料内阻、电解质
NiCo 2 S 4 电极和 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极在 1 A/g 下的 离子电阻和活性材料与集流体之间的界面电阻。半
GCD 曲线（图 5b）可以看出，CC@Al-NiCo 2 S 4 电 圆的直径表示电荷转移电阻（R ct ）。低频区域中的直
极具有更长的放电时间，CC@NiCo 2 S 4 电极的比电 线斜率表示 Warburg 电阻（W），主要是由氧化还原
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容为 844.5 F/g，而 CC@Al-NiCo 2 S 4 电极的比电容为 产物在电解液中扩散引起的，与电解液中的 OH 有
1515.8 F/g，表明 Al 的掺杂可以显著提高 CC@ 关。由图 5e 可知，与 CC@NiCo 2 S 4 相比，CC@Al-
NiCo 2S 4 电极的比电容。图 5c 为 CC@Al-NiCo 2S 4 电 NiCo 2 S 4 具有更小的半圆直径和直线斜率，表明
极在电压窗口–0.2~0.5 V 不同扫描速度（5、10、20、 CC@Al-NiCo 2 S 4 的电子传输动力学和离子扩散速率
40、50 mV/s）下的 CV 曲线。由图 5c 可知， 更快，电化学性能更为优异。

图 5 CC@NiCo 2 S 4 和 CC@Al-NiCo 2 S 4 的电化学性能
Fig. 5 Electrochemical properties CC@NiCo 2 S 4 and CC@ Al-NiCo 2 S 4