In this work, nickel-manganese oxides/hydroxide/carbonate@activated carbon (AC), NiMn layered double hydroxide@activated carbon and cobalt-manganese oxide/hydroxide/carbonate@activated carbon composite electrode materials for supercapacitor have been synthesized by a hydrothermal method from the solution of metals salts and urea after the thermal hydrolysis of urea. Physical properties, morphology, and specific surface area of the composites were characterized by X-Ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy-dispersive spectroscopy (EDX), DC conductivity and nitrogen absorption/desorption measurements. SEM images confirmed the NiMn layered double hydroxide, Mn3O4, MnCO3, NiCO3, Ni(OH)2, Co3O4, Co(OH)2 and CoCO3 dispersed on the external surface of activated carbon particles. The electrochemical performance of the composites was investigated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge measurements. The electrochemical investigation shows that AC//AC@NiMn(1:1) and AC//AC@CoMn(1:1) asymmetric supercapacitors (ASC) exhibit high energy and power densities, good rate capability and excellent cycling stability, which can be attributed to the synergetic effects between the conductivity of the activated carbon and the redox properties of the metal oxide/hydroxide/carbonate. The AC//AC@NiMn(1:1) ASC operating at 1.2 V delivers a high energy density of 5.5 Wh/kg-1 at a power density of 1000 W/kg-1 and excellent cycling stability with 96% retention of initial capacitance after 5000 cycles. The AC//AC@CoMn(1:1) ASC operating at 1.2 V delivers a high energy density of 4.9 Wh /kg-1 at a power density of 1000 W/kg-1 and excellent cycling stability with 97% retention of initial capacitance after 5000 cycles. This work shows that nickel-manganese oxides/hydroxide/carbonate@activated carbon, NiMn layered double hydroxide@activated carbon and cobalt-manganese oxide/hydroxide/carbonate@activated carbon composite electrode materials were found to be promising electrode materials for the supercapacitor working at high current density.Keywords: layered double hydroxide (LDH), activated carbon, and electrochemical capacitor.

Bu çalışmada, elektrokimyasal kapasitörlerde kullanılan nikel-mangan oksit/hidroksit/karbonat@aktif karbon (AC), NiMn tabakalı çift hidroksit@aktif karbon ve kobalt-mangan oksit/hidroksit/karbonat@aktif karbon kompozit elektrot maddeleri; metal tuzları ve üre içeren çözeltilerden hidrotermal yöntem ile hazırlandı. Sentezlenen kompozitlerin fiziksel özellikleri, morfolojisi ve spesifik yüzey alanı X-ışınları toz kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spekroskopi (EDX), DC iletkenliği ve azot adsopsiyon/desorpsiyon ölçümleri ile tanımlandı. SEM görüntüleri; NiMn tabakalı çift hidroksit, Mn3O4, MnCO3, NiCO3, Ni(OH)2, Co3O4, Co(OH)2 ve CoCO3 taneciklerinin aktif karbon taneciklerinin yüzeyine dağıldığını gösterdi. Kompozitlerin elektrokimyasal performansı dönüşümlü voltametri ve galvanostatik şarj/deşarj ölçümleri ile araştırıldı. Elektrokimyasal araştırma ile AC//AC@NiMn(1:1) ve AC//AC@CoMn(1:1) asimetrik süperkapasitörlerin (ASC) aktif karbonun iletkenliği ve metal oksit/hidroksit/karbonat kompozitlerinin redoks özelliği arasındaki sinerjik etki nedeniyle yüksek enerji ve güç yoğunluğu, yüksek akım ve yüksek döngü performansına sahip olduğu bulunmuştur. 0-1.2V voltaj aralığında çalışan AC//AC@NiMn(1:1) ASC kapasitörünün 1000W/kg güç yoğunluğunda 5.5 Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip olduğu ve 5000 döngü sonrası başlangıç kapasitesinin %96 kadarını koruduğu bulunmuştur. Aynı şekilde 0-1.2V voltaj aralığında çalışan AC//AC@CoMn(1:1) ASC kapasitörünün 1000W/kg-1 güç yoğunluğunda 4.9 Wh/kg-1 enerji yoğunluğuna sahip olduğu ve 5000 döngü sonrası başlangıç kapasitesinin %97 kadarını koruduğu bulunmuştur.Bu çalışmada nikel-mangan oksit/hidroksit/karbonat@AC, NiMn tabakalı çift hidroksit@AC ve kobalt-mangan oksit/hidroksit/karbonat kompozitlerin yüksek akım süper kapasitör uygulamalarında ümit verici elektrot maddeleri olduğu bulunmuştur.Anahtar Kelime: tabkalı çift hidroksit, aktif karbon ve elektrokimyasal kapasitör.