能源与动力工程学院范晶教授、宋粉红教授在能源领域高水平期刊《Energy》（IF=9.4）发表研究论文“Novel rough nanorods NiO-(NiFeCo)O as positive electrode of high-performance asymmetric supercapacitors assembled with SiO₂/rGO negative electrode”。该研究提出一步水热法合成具有三维粗糙纳米棒网络结构的高性能正极材料NiO-(NiFeCo)O，并以静电自组装方法合成SiO₂/rGO作为负极组装非对称超级电容器器件，实现了高能量密度、高功率密度与卓越循环稳定性的协同兼顾，为新能源汽车、智能电网等领域高效储能解决方案的落地应用奠定了重要基础。该论文由范晶教授团队独立完成，东北电力大学为论文独立完成单位，宋粉红教授为论文第一作者，范晶教授为通讯作者。

超级电容器凭借高功率密度、毫秒级快速充放电等优势，是一种高效的电化学储能装置。其核心问题在于能量密度较低，限制了在电动汽车长续航、离网储能系统长时间供电等大容量储能的需求。

该研究针对超级电容器能量密度较低，在高功率密度下难以兼顾高能量密度及其循环稳定性等关键问题，创新地采用一次水热法合成了高性能超级电容器正极材料NiO-(NiFeCo)O，同时采用静电自组装方法制备了负极材料SiO₂/rGO（图1），通过表征分析及电化学性能测试系统评估了该正极材料的电化学性能，并对采用该静电自组装法制备的负极材料所组装的非对称超级电容器开展了储能特性研究。结果表明，该研究合成的正极材料NiO-(NiFeCo)O在1 A/g的电流密度下展现出1414.54 F/g的高比电容，经过3,000次循环后电容保持率仍高达98.35%，表现出优异的电化学性能与循环稳定性（图2）。组装成的非对称超级电容器在800 W·kg⁻¹的功率密度下实现了66.0 Wh·kg⁻¹的高能量密度，且经过11,000次循环后电容保持率为88.46%（图3）。

图2 正极材料电化学性能

图3 非对称超级电容器电化学性能

该研究得到了国家自然科学基金和吉林省科技发展计划的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136360

来源：能源与动力工程学院

初审：张 伟

复审：岳 军

终审：李金韦