无支撑双金属氧氟化物多孔薄膜作为柔性非对称超级电容器的研究进展
随着便携式电子设备的普及，人们迫切需要开发新型的质量轻、能量密度高的柔性电极材料。值得注意的是，基于薄膜材料脆性的特征，传统方法很难合成无支撑、质量轻的金属化合物薄膜材料。尽管人们可以通过炭基材料掺杂或者包覆来改善金属氧化物薄膜的性能，但是材料的体积比容量会因此受到限制。除此之外，目前还没有更好的方法来改善掺杂或者包覆后材料的导电性，由此成为开发新型电极材料的极大障碍。过渡金属氧氟化物是一种含有两种不同阴离子的特殊化合物。由于氟离子和氧离子的离子半径相近，氟离子和氧离子很容易互相掺杂，从而产生一些与众不同的特性。据文献报道，这种离子的互相掺杂可以提高材料本身的导电性，进而提升材料的电化学活性。过渡金属氧氟化物作为锂离子电池电极材料得到广泛的研究和应用，但作为超级电容器电极材料却鲜有报道。针对以上问题，中佛罗里达大学的Kun Liang博士和Yang Yang教授等人利用简单、可大规模应用的电化学沉积和阳极氧化的方法制备出无支撑、质量轻的柔性NiFeOF多孔薄膜材料，这种材料可以直接作为超级电容器的电极材料，不需要使用有机粘接剂和集流体。NiFeOF薄膜含有大量相互连接的多孔结构和均匀的孔分布，增大了材料的比表面积，提供更多的离子和电子传递通道。内部存在的NiFe合金框架可直接作为电极集流体，提高了材料的导电性，促进电子转移速率和动力学扩散过程。与此同时，良好的机械性能提高了材料的柔性特征和循环性能。这是目前为止双金属氧氟化物在超级电容器领域首次应用的报道。
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