掺钼钨酸钴在超级电容器中的应用-天天新资讯

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近期，吉林大学研究者开发了一种掺钼钨酸钴（MCW）的正极材料，其由于有较高的电化学性能、较强的电荷扩散能力和优异的化学稳定性等特点，而适合应用于新一代的超级电容器中，能有效弥补传统电容的不足。

钨酸钴

作为一种潜在的大规模储能系统，超级电容器由于有高功率密度、长循环寿命、良好充放电倍率性能、高安全性和对环境较为友好等特点，而深受广泛关注。根据作用原理的不同，其可以划分为双电层型和赝电容型两种。其中，赝电容超级电容器因有高能量密度和高功率密度而被寄予厚望，但是它一般采用金属化合物如钨酸钴和氧化镍作为电极材料，单一的金属氧化物很难满足现有的应用发展。

为了解决上面的问题，研究者采用了杂原子替代法来改善单一金属氧化物电极材料的不足，不仅能调节电极材料的能带结构和电子结构，还可以降低材料晶体结构内部的对称性。

钨酸钴（CoWO4）是过渡金属钨的一种化合物，具有很高的理论比容量和极好的化学稳定性，是一种理想的储能材料。而通过杂原子（钼Mo）替代法改性的CoWO4具有极为出色电化学性能和离子扩散性能，是实现赝电容储存的关键。

掺钼钨酸钴制备示意图（图源：Weitao Zheng/Cell Reports Physical Science）

研究表明，Mo替代并未改变CoWO4的晶体结构以及钨的化合价，但是Co的价态会升高；CoWO4的价带位置并未随着Mo替代的增加而改变，而禁带宽度随Mo替代的增加而降低；Mo有效地降低了CoWO4晶体对称性，增加了电化学Co活性中心的极性，进一步增强了电荷扩散动力学。