氧化鎢納米材料是一種一維度的過渡金屬化合物,其因具有獨特的晶格結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的光學、電學等特性,而受到現(xiàn)代國內(nèi)外研究者廣泛關(guān)注。在超級電容器中,一維納米結(jié)構(gòu)的氧化鎢能很好地用來生產(chǎn)高電化學性能負極材料,進而能使所製備的產(chǎn)品擁有更強的續(xù)航能力。
超級電容器是指介於傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置,它既有電容器快速充放電的特性,又有電池的儲能特性。與蓄電池和傳統(tǒng)物理電容器相比,其特點主要體現(xiàn)在:(1)功率密度高;(2)迴圈壽命長;(3)工作溫限寬;(4)維護簡單;(5)綠色環(huán)保。
現(xiàn)今,為了更好地優(yōu)化超級電容器的整體性能,研究者常對其氧化鎢負極材料進行改性。例如WO3-x/碳核-殼結(jié)構(gòu)的納米線作為超級電容器的負極材料,常表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和導電性,並且充電電壓可以達到-1.2V。另外研究證明,碳包覆有利於產(chǎn)物場電子發(fā)射閾值的降低(由8.83MV/m降為6.89MV/m)和場增強因數(shù)的提高(由1493提升至1883)。
氧化鎢納米材料除了能作超級電容器的負極材料外,還可以作為正極材料。用濺射和陽極電鍍的方法在WO3-x納米線上依此沉積Au薄膜層和無定形態(tài)MnO2層,得到生長在碳布上的WO3-x/Au/MnO2核-殼結(jié)構(gòu)的納米線陣列,將其作為超級電容器正極材料,發(fā)現(xiàn)這種電極材料的比電容(只計算活性物質(zhì)MnO2)為604F/g(掃描速率為10mV/s),並可作為一個全固態(tài)的柔性電容器件為LED燈供能。