KOH调控合成NiSe/Ni3Se2复合材料的可控构建及其高性能超级电容器应用

本文创新性地提出以泡沫镍为单一镍源，通过一步水热硒化法精准调控KOH浓度，成功构建NiSe/Ni3Se2同元素复合电极材料。该材料在5 mA cm?2电流密度下展现13.2 F cm?2的超高比电容，10,000次循环后容量保持率达90%；组装的非对称超级电容器(ASC)更实现99.3%的循环稳定性，为高性能储能器件设计提供了新思路。

　　

Highlight

构建多相复合材料是优化电极材料性能的有效策略。本研究创新性地开发了一种简易合成方法，仅以泡沫镍同时作为集流体和镍源，无需额外镍源。通过一步高效水热硒化过程，在泡沫镍表面成功构建了具有相同元素组成的NiSe/Ni₃Se₂复合材料。该方法的独特性在于通过精细调控水热体系中KOH浓度，可精确控制NiSe和Ni₃Se₂组分的比例与形貌。所得材料仅含Se和Ni元素，具有高度化学纯度与结构可调性。

Characterization results

样品经超声处理获得粉末后进行X射线衍射(XRD)表征。如图1a所示，从下至上分别为样品NS-0、NS-0.5、NS-1、NS-1.5、NS-2和NS-2.5的XRD图谱。NS-0的XRD图谱中29.59°、42.62°和52.74°处的弱峰对应菱方晶系Ni₃Se₂的(110)、(202)和(122)晶面。

Conclusions

复合材料在超级电容器应用中展现出卓越的电化学性能。目前大多数研究集中于不同元素的组合，而对相同元素不同结构复合材料的探索相对有限。本研究通过改变水热溶液中氢氧化钾的量，制备了仅含Se和Ni元素的NiSe/Ni₃Se₂复合材料。研究发现氢氧化钾的添加量显著影响材料的最终组成与电化学行为。