随着人们对能源需求的不断增加，近年来，人们致力于开发高效的电能储存装置(EES)。电极中的活性材料是EES器件中最重要的储能元件，目前主要涉及到碳基材料、过渡金属氧化物和氢氧化物、过渡金属二硫属化物、MXenes、导电聚合物等多种新兴材料。在众多的法拉第电活性材料中，氢氧化钴（Co(OH)2）纳米片具有易于离子插层和良好的氧化还原可逆性，不仅具有天然丰度和易于制备，而且具有较高的理论容量，是一种有前途的候选材料。
近日，湖南大学刘继磊教授，胡爱平教授报道了通过在泡沫镍上进行电沉积，形成三明治状结构和独立电极，得到了一种新颖的Co3O4/Co(OH)2异质结构。
文章要点
1）层状结构的Co(OH)2外层可以提供足够的吸附位，便于离子嵌入，同时泡沫镍与Co(OH)2之间存在导电的、坚固的界面Co3O4层，有效地减小了电荷转移电阻，稳定了界面，从而提高了电极的倍率和循环性能，并协同保持了高容量。
2）研究人员利用一系列原位和非原位技术系统地阐明了Co(OH)2和Co3O4在循环过程中的结构演变。发现Co(OH)2在第一次充电时不可逆地转变为CoOOH，然后在随后的充放电循环中可逆地转化为CoO2。此外，Co3O4在循环过程中体相变化可以忽略不计，表明其良好的结构完整性有助于显著提高循环性能。
本工作不仅为通过界面层控制来优化Co3O4/Co(OH)2异质结的电荷存储性能提供了一条简单有效的途径，而且对理解其电荷存储机理也提供了有价值的见解，有望启发更多异质结构的发展或扩展到其他应用领域。
参考文献
Peng Gao, et al, Understanding the Synergistic Effects and Structural Evolution of Co(OH)2 and Co3O4 toward Boosting Electrochemical Charge Storage, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202108644
https://doi.org/10.1002/adfm.202108644
