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Freestanding MoO3− nanobelt/carbon nanotube films for Li-ion intercalation pseudocapacitors

假电容 假电容器 材料科学 三氧化钼 电导率 碳纳米管 电化学 超级电容器 插层(化学) 电容 电极 化学工程 纳米技术 无机化学 物理化学 冶金 工程类 化学
作者
Xiao Xu,Zhi Peng,Chi Chen,Chuanfang Zhang,Majid Beidaghi,Zhenhua Yang,Nan Wu,Yunhui Huang,Miao Liu,Yury Gogotsi,Jun Zhou
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:9: 355-363 被引量:146
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2014.08.001
摘要

Molybdenum trioxide (MoO3) is known as a promising pseudocapacitive material, but low conductivity limits its applications. Hydrogenation is demonstrated to increase the conductivity of MoO3 and hence improve its electrochemical performance. Hydrogenated MoO3 (MoO3−x) shows enhanced conductivity based on, both first principle calculations and single nanobelt measurements. Freestanding MoO3−x/carbon nanotubes (CNT) composite films have been fabricated and showed much improved electrochemical performance compared to composites of CNT and as-synthesized MoO3 (MoO3/CNT). Electrodes showed a specific capacitance of 337 F/g (based on the mass of MoO3−x) and a high volumetric capacitance of 291 F/cm3 (based on the whole electrode) with excellent rate capability. Also we confirmed that the improved intercalation kinetics and the increased intercalation pseudocapacitance could be attributed to the higher electronic conductivity of MoO3−x, which results in better and faster intercalations of Li+ ions. This electrochemical behavior implies that MoO3−x can serve as a very good negative electrode with high capacitance at high mass loading levels.
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