最新電極材料改性方法發現可大幅提高電容器容量

　　功率密度高、充放電時間短、循環壽命長……說起超級電容器的好處很多，但是目前市場上的商用超級電容器容量普遍較低，影響了超級電容器的廣泛應用。南京理工大學發現一種電極材料改性的方法，將大大提高電容器的容量。該成果已發表在最新一期國際權威刊物《先進材料》上。

　　超級電容器作為一種新型的高效儲能裝置，可以在短短幾十秒時間內完成充電，并擁有數十萬次的使用壽命。目前，市場上商業應用的超級電容器多采用活性碳材料電極，能量存儲率有限，市場上的高端超級電容器每千克的容量只有鋰電池的1/12，限制了超級電容器的應用。而金屬氧化物做電極材料會擁有高3至4倍以上的理論容量，但由于電子、離子傳輸性能差，實際應用中容量卻很難達到理論高度。

　　南京理工大學格萊特納米科技研究所夏暉教授課題組，一直嘗試通過材料改性解決容量瓶頸，即在能源材料化學結構中引入或拿出一些原子或基團，來改善材料本身較差的電化學特性。

　　課題組在一次合成金屬磷化物失敗的實驗中，偶然發現了一種有趣的改性方法：一種磷酸根離子可以對多種金屬氧化物（如四氧化三鈷、氧化鐵、氧化鎳）電極材料進行表面改性。

　　通過磷酸根離子調節電極表面金屬離子的周邊電子環境以及多孔的超薄納米片形貌，方便離子傳輸，提高氧化還原反應的效率，從而提高超級電容器的容量。該項研究將為超級電容器的廣泛應用開啟一個新的契機。