铁铜掺杂Co3O4赝电容材料的创新设计及其在可穿戴储能器件中的高性能应用

研究人员通过水热法制备Fe/Cu掺杂Co3O4尖晶石材料，成功将刚性电极比电容(Csp)从607 F·g?1提升至1350 F·g?1，柔性电极提升至1237 F·g?1。CV和EIS分析证实其快速法拉第动力学特性及0.5Ω低内阻，为可穿戴电子器件提供新型电极材料解决方案。

　　

这项研究深入探究了通过水热法在150°C下制备的铁掺杂(FeCo₂O₄)和铜掺杂(CuCo₂O₄)钴氧化物材料的电化学特性。X射线衍射(XRD)分析显示，所有样品均形成具有立方对称性的高结晶度单相尖晶石结构。扫描电镜(SEM)观察到球形、花状和团簇状等独特形貌特征。

引人注目的是，铜/铁掺杂使刚性电极的比电容(C_sp)实现122%性能跃升，柔性电极提升达200%。循环伏安(CV)曲线显示，随着扫描速率增加，氧化还原峰位置发生偏移，这揭示了电极/电解液界面快速的法拉第反应动力学和电容主导的储能机制。电化学阻抗谱(EIS)测得所有材料均具有低于0.5Ω的超低内阻，证实电解液离子可高效传输至电化学活性位点。

该研究创新性地采用氯化钾(KCl)电解液和柔性铜集流体，为下一代可穿戴电子设备提供了兼具高能量密度和机械柔性的储能解决方案。这些尖晶石材料展现的优异赝电容特性，预示着其在柔性超级电容器领域的广阔应用前景。