铜泡沫负载大层间距镍锰层状双氢氧化物构建的高容量无粘结剂超级电容器电极

（编辑推荐）本研究通过十二烷基磺酸钠插层策略，成功制备具有花状核壳结构的NMHS@CuO/CF无粘结剂电极，其层间距扩大显著提升OH?扩散效率。该电极在1 A·g?1电流密度下实现2467.8 F·g?1超高比容量，组装的NMHS@CuO/CF//AC非对称超级电容器（ASC）能量密度达38.07 Wh·kg?1，8000次循环后容量保持率85.7%，为清洁能源存储提供创新解决方案。

　　

Highlight

本研究采用铜泡沫（CF）为基底，通过原位生长和阴离子插层技术，构建了具有超大层间距的镍锰-十二烷基磺酸钠层状双氢氧化物（NiMn-SDS-LDH）@CuO/CF核壳结构电极。这种花状分级纳米结构不仅提供了丰富的电化学活性位点，其扩大的层间距更显著降低了OH^?扩散阻力，使电极在1 A·g^?1电流密度下展现出2467.8 F·g^?1的惊人比容量——这相当于普通锂离子电池的3倍！

Physical characterization

X射线衍射（XRD）分析揭示了材料的结构演变：CF基底在43.2°、50.3°和74.0°处显示典型铜衍射峰（JCPDS 04-0836），而Cu(OH)₂/CF纳米棒在16.6°-53.2°区间呈现特征峰。经过SDS插层后，NMHS@CuO/CF的层间距从0.76 nm扩展至1.24 nm，犹如为离子扩散修建了"高速公路"。

Conclusions

这项研究成功制备了具有垂直交错纳米片壳层的NMHS@CuO/CF电极，其独特的核壳结构使全固态非对称超级电容器（ASC）实现38.07 Wh·kg^?1的能量密度和800 W·kg^?1的功率密度，就像给储能器件装上了"涡轮增压器"。经过5000次循环后，电极仍保持86.7%的容量，这种"长寿"特性使其在新能源汽车和智能电网领域具有广阔应用前景。