高性能Fe2O3的制备及其超级电容性能研究

作者：宋治廷; 蒋文成; 胡洪铭; 杨子泽; 舒婷; 李艳虹^*

来源：功能材料, 2022, 53(12): 12085-12127.

• Fe2O3
• N、S共掺杂
• 储能性能
• 非对称超级电容器

Fe2O3具有成本低、无毒、来源丰富、对环境友好等优点，被认为是一种极具应用前景的水系超级电容器负极材料，然而它也存在电导率低、循环稳定性和倍率性能差等缺点。采用水热法和热处理法在碳纸上制备获得了N、S共掺杂的Fe2O3。研究结果表明，N和S掺杂未改变材料的物相，但却使材料的形貌由纳米线组成的网状结构变为一层致密多孔的薄膜。其次，由于导电性的提高和反应活性位点的增多，材料表现出较高的比电容(473.2 mF/cm2,2 mA/cm2下)、优越的倍率性能(85.5%,2～20 mA/cm2)和良好的循环稳定性(96%,15 mA/cm2,10 000圈),还具有更高的电化学反应可逆性和库伦效率。最后将N、S-Fe2O3与商业活性炭组装了水系非对称型超级电容器，其体积比电容为2.1 F/cm3(1 mA/cm2下)。将两个组装的超级电容器串联后可以成功驱动一串并联的LED灯(额定电压3 V),实验结果说明该材料具有一定的实际应用价值。

• 单位
  重庆邮电大学