随着柔性可穿戴电子器件的快速发展，人们对柔性储能器件的需求逐步增加。而柔性超级电容器（超容）作为一类便携式能量储存设备也受到了许多研究者的关注。然而当前商用的柔性超容能量密度较低（小于10 Wh/kg）无法满足高能量密度的实际需求，因此开发具有高容量、高充放电倍率性能的柔性电极材料极为重要。层状金属氢氧化物（LDH）具有双电层电容和赝电容的储能特性，是一类重要的超容电极材料，如镍钴层状氢氧化物，但其在碱性环境中存在不稳定性，亟需予以解决。
新加坡国立大学John Wang教授课题组采用简单的水热法制备了一种镍（Ni）、钴（Co）、铝（Al）三元金属复合的层状氢化物柔性超容电极材料，通过对Al元素含量的优化调节，显著提升了柔性非对称超容的放电比容量和循环稳定性。电容器件经过15000次循环后，容量仅衰减不到9%。研究人员首先将一定比例的氯化镍、氯化钴、氯化铝、氟化铵和氨水混合，与碳布（CC）一起放入水热釜中，在120℃的温度下进行水热反应，在CC上原位生长了镍钴金属氢化物（CC@NiCo2-OH）柔性电极和镍钴铝三元金属层状氢化物（CC@NiCo2Alx-LDH，x是引入的Al摩尔比，分别为0.5、1和2）。扫描电镜显示，CC@NiCo2-OH是由一维纳米线单元组成，其均匀分散在CC上；而添加Al元素后的CC@NiCo2Alx-LDH形貌发生了显著变化，其组成单元从单一的纳米线变成了纳米线和二维纳米片的混合物，且随着掺入Al含量的增加，纳米片含量增加，纳米线减少（当x大于2时，全部转变为纳米片），即Al元素会影响电极的形貌和结构。X射线衍射谱测试显示，CC@NiCo2-OH材料为β相结构且特征衍射峰较弱，而CC@NiCo2Alx-LDH特征衍射峰显著增强且逐步转变为LDH相，表明引入Al元素也能够改善材料的结晶性。接着将上述制备的电极材料置于0.1摩尔的氢氧化钾溶液中进行三电极测试，在0.5 A/g放电电流密度下，CC@NiCo2Al0.5-LDH电极放电比电容为1137 F/g，远远高于CC@NiCo2-OH的数值（493 F/g），且经过12000余次循环容量仅衰减不到3%，表现出优异的循环稳定性。而当电流密度增大40倍到20 A/g，CC@NiCo2-OH电极的放电比电容大幅衰减至104 F/g，而CC@NiCo2Al0.5-LDH电极依旧可以获得660 F/g的比电容，表现出高倍率性能。接着研究人员利用CC@NiCo2Al0.5-LDH电极与碱性电解质和金属有机骨架ZIF-8电极组装成非对称的柔性超容器件，并进行电化学性能测试。在5 A/g电流密度以及5 mV/s扫描速率下进行循环伏安测试，结果显示超容器件在462 W/kg的功率密度下具有高达44 Wh/kg的能量密度，经过15000次充放电循环仍可保持91.2%的初始容量值；而且在不同的弯曲角度（45°，90°和180°）下测得的比电容分别小幅下降到初始值的99.2%、97.6%和93.6%，显示了良好的柔韧性，有潜力应用于柔性可穿戴电子设备领域。
该项研究精心制备了一种新型的三元金属双层氢化物柔性电极材料，通过Al元素的引入有效地改善了电极比电容和结构稳定性，从而获得了具有高比电容、高倍率性能和长循环寿命的柔性超容器件，为改善柔性可穿戴电子器件储能提供了新的技术方案。相关研究成果发表在《Advanced Functional Materials》 。
