类外延生长异质结：提升超电能量密度

图1.(a)合成流程图；(b-c)NiSe₂八面体的SEM与TEM；(d-e)NiSe₂/Ni(OH)₂-2h的SEM与TEM；(f1-f4)不同反应时间下的TEM；(g1-g4)NiSe₂/Ni(OH)₂-2h的EDS mapping。

II NiSe₂‑(100)/Ni(OH)₂‑(110)异质结构分析

如图所示，通过XRD、XPS、EDX、N2吸附-脱附对材料进行了结构表征。XRD谱图证明了NiSe₂/Ni(OH)₂复合材料的成功制备，可以明显看出Ni(OH)₂ (110)晶面的优先生长，与TEM结论匹配；XPS谱图观察到了Ni-Se键到Ni-O键的转换与Se 3d的逐渐消失；EDX谱图表面复合材料中Ni、O、Se的含量分别为33.89%、19.40%、46.71%；N2吸附-脱附曲线表明了NiSe₂/Ni(OH)₂复合材料具有高的比表面积和孔隙率。

图3.(a)XRD谱图；(b-c)Ni2p与Se 3d的XPS谱图；(d)EDX；(e)氮气吸附-脱附曲线；(f)孔径结构分布曲线。

IV 三电极体系下电化学性能测试

NiSe₂/Ni(OH)₂显示出了优异的电化学性能，其比容量达到909 C/g (1 A/g)。特别是其倍率性能，20 A/g时仍然有597 C/g。其优异性能主要源于以下几点：(1)Ni(OH)₂的孔道结构利于电解质离子的快速迁移；(2)NiSe₂八面体的良好导电性促进了电子传输，其机械强度赋予了材料良好的循环稳定性；(3)NiSe₂/Ni(OH)₂的异质结提供了高电化学活性的Ni(OH)₂与高导电性的NiSe₂间的快速电子传输通道。

图4.(a)CV曲线；(b)GCD曲线；(d)EDX；(c)不同电流密度下电容；(d)循环稳定性测试；(e)I-V测试曲线；(f)EIS曲线。

V 组装的NiSe₂/Ni(OH)₂‑2h//PPD‑rGO超级电容器

以将 NiSe₂/Ni(OH)₂-2h为正极，PPD-rGO 负极，组装了非对称超级电容器。在906 W/Kg的功率密度下，具有76.1 Wh/Kg的高能量密度，并且，在循环充放电8000次以后，其仍然能保持82%的初始容量。除此以外，组装的非对称超级电容器可以电量LED小灯或驱动两个小风扇，表明其实用性。

图5.(a)组装的非对称电容器；(b)CV曲线；(c)GCD曲线；(d)不同电流密度下电容与库伦效率；(e)Ragone图；(f)循环稳定性测试。