氧空位富集二氧化钼电极实现超低界面电荷转移电阻的超级电容器高频性能突破

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:Advanced Materials 26.8

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  电化学电容器(ECs)有望替代传统铝电解电容(AECs),但长期受限于离子迁移慢和响应迟滞问题。来自国内的研究团队通过调控二氧化钼(MoO2?x)晶格氧空位,显著降低界面电荷转移电阻(Rct),开发出相位角达-80.3°、循环140万次稳定的表面贴装电容器,为微型化电子元件发展提供新方案。

  

这项突破性研究揭示了晶格氧缺陷对电荷转移动力学的调控机制。科研人员利用富含氧空位的二氧化钼(MoO2?x)电极,成功实现了三大创新:金属导电性提升带来电子高速通道,活性位点倍增促进离子吸附,最终将界面电荷转移电阻(Rct)降至前所未有的低水平。

水基电解质的电化学电容器(ECs)在120Hz频率下展现出-80°相位角和966.8μF/cm2的面电容,体积容量高达3.9F/cm3。更令人振奋的是,采用氮掺杂碳包覆MoO2?x(NC@MoO2?x)与离子液体(EMImBF4)集成的表面贴装器件,不仅相位角突破-80.3°,更创造了140万次循环无衰减的惊人记录,多项指标碾压商业铝电解电容(AECs)。

这项研究犹如为电子元器件领域投下一枚"技术深水炸弹":金属氧化物基材料首次实现媲美碳材料的电荷转移动力学,且完全兼容现代嵌入式电子制造工艺。从智能穿戴设备的电源管理到5G通信的滤波系统,这种"既快又稳"的超级电容器即将掀起高频电子元件的革新浪潮。

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