超级电容器因其充放电速度快、高功率密度、优异的循环性能等优点而被广泛应用于储能领域。超级电容器的电容性能和能量密度与电极材料密切相关，因此电极材料的选择尤为重要。镍基层状化合物，如Ni₃(NO₃)₂(OH)₄和α-Ni(OH)₂，因其低成本、环保和高理论比电容而被广泛研究用作高性能电池型超级电容器，大多数镍基金属氧化物或氢氧化物的理论比电容值大于1000 F·g^-1，但其实验值却不尽如人意。电极材料的电化学特性可以通过复合或掺杂得到改善。碳量子（CQDs）具有成本低、化学稳定性高、导电性好、比表面积大、含氧官能团丰富和亲水性好等优点。近年来CQDs已被广泛用于修饰各种电极，以提高电极在电化学储能装置中的性能。同时在电极材料中掺杂金属离子已经被广泛研究。掺杂钇离子不仅能丰富价态分布提升电子导电性，促进电荷转移速率，还能稳定晶体结构。由于Y³⁺与Ni²⁺的电荷和半径不同，用Y³⁺替代Ni²⁺会改善Ni₃(NO₃)₂(OH)₄的层间空隙，造成电荷缺陷，从而影响电化学性能。基于此，本文采用简单的一步水热法制备了碳量子点改良的掺杂Y³⁺的Ni₃(NO₃)₂(OH)₄材料(NiY@CQDs)。

在三电极系体系中测量了NiY@CQDs的电化学特性，在电流密度为1 A·g^-1时，其质量比电容为2944 F·g^-1。以活性炭（AC）为阳极，NiY@CQDs为阴极，组装了一个不对称超级电容器（ASC）电池，ASC在1500 W·kg^-1的高功率密度下，能量密度可达138.65 Wh·kg^-1。通过与未加入碳量子点与钇离子的材料(NiY₀)、只掺杂了钇离子的材料(NiY)进行电化学性能对比，充分显示了NiY@CQDs良好的电化学性能。花瓣状的NiY@CQDs由于碳量子点的引入和钇离子的掺杂显著增加了Ni₃(NO₃)₂(OH)₄的比表面积、电导率和比电容。在实用性方面，两个串联的NiY@CQDs//AC超级电容器可以点亮一个小型LED灯泡，这证NiY@CQDs//AC可以有效地存储电能。

在这项工作中，作者通过对比掺杂复合前后三种电极材料的微观结构以及对电化学性能进行比较研究，揭示了碳量子点与钇离子对镍基材料电化学性能的影响，这一研究为拓展高性能电容器材料提供了一条新途径。