[发明专利]镧掺杂的三氧化钼及其制备方法、超级电容器电极和超级电容器

说明书

本发明涉及一种镧掺杂的三氧化钼及其制备方法，和超级电容器电极以及包含其的超级电容器，更具体的，涉及一种不仅具有较高的的比电容、同时具有良好的电化学稳定性镧掺杂的三氧化钼及其制备方法，以及电极性能优良、具有较高的放电比电容和良好的循环稳定性的超级电容器电极及超级电容器。所述镧掺杂三氧化钼在超级电容器领域表现出超高的电化学性能。同时该制备方法简单、绿色、环保、成本低，有利于该负极材料在超级电容器产业中的大规模应用。

技术领域

本发明涉及一种镧掺杂的三氧化钼及其制备方法，和超级电容器电极以及包含其的超级电容器，更具体的，涉及一种不仅具有较高的比电容、同时具有良好的电化学稳定性镧掺杂的三氧化钼及其制备方法，以及电极性能优良、具有较高的放电比电容和良好的循环稳定性的超级电容器电极及超级电容器。

背景技术

超级电容器，是一种介于传统电容器和可充电电池之间的新型储能器件。与传统电容器和电池相比，超级电容器分别具有更高的能量密度和功率密度。此外，超级电容器还具有工作温度范围宽、无污染、安全性能好、循环稳定性好，充放电迅速等优点。作为本世纪高效绿色能源之一，超级电容器在航空航天、通讯设备以及电动汽车等领域得到广泛应用。超级电容器能量储存主要来自于电极材料的表面反应，即表面离子吸/脱附(双电层电容)和表面氧化还原反应(赝电容)，导致其能量密度仍远小于目前广泛使用的二次电池。因此，如何在不降低器件功率密度和循环寿命的情况下，提高超级电容器能量密度是当前相关研究领域中亟待解决的问题。掺杂是提高材料电导率和电容的有效途径。它的作用取决于两个因素：电负性和离子半径。当掺杂离子的半径大于原离子时，可以减小禁带宽度，扩宽材料的晶格间距，提高离子的插入/去除且缩短离子扩散距离。

MoO₃是电活性二维(2D)层状材料，它们通过弱的范德华力沿[010] 交替堆叠层保持在一起。这些结构可用于插入/去除H⁺、K⁺和Li⁺等小离子 (容纳高达1.5Li/Mo)，以及可逆的法拉第反应，并提供短离子扩散路径。然而，由于典型的d⁰氧化物带隙为3.1eV，MoO₃电极表现出缓慢的法拉第氧化还原动力学，循环性能的快速降低和低电容，导致相对较差的电导率 (10^-7Scm^-1)。

发明内容

发明要解决的问题

在该情况下，本发明的目的为提供一种不仅具有较高的比电容、同时具有良好的电化学稳定性的新的三氧化钼材料，即，镧掺杂的三氧化钼。

本发明的再一目的是提供一种简单、绿色环保、成本低的镧掺杂的三氧化钼的制备方法，以有利于三氧化钼在超级电容器产业中的大规模应用。

本发明另一目的是提供一种电极性能优良、具有较高的放电比电容和良好的循环稳定性的超级电容器电极及超级电容器。

用于解决问题的方案

本发明涉及：

1.一种镧掺杂的三氧化钼，其特征在于所述镧相对于钼的含量为大于 0mol％且不大于12mol％。

2.根据上述项1所述的镧掺杂的三氧化钼，其特征在于，所述镧掺杂的三氧化钼的形状为微球状或纳米片。

3.根据上述项1或2所述的镧掺杂的三氧化钼，其特征在于，所述镧相对于钼的含量为1mol％以上且不大于3mol％。

4.根据上述项1或2所述的镧掺杂的三氧化钼，其特征在于，所述镧相对于钼的含量为大于3mol％且不大于6mol％。

5.根据上述项1或2所述的镧掺杂的三氧化钼，其特征在于，所述镧相对于钼的含量为大于6mol％且不大于9mol％。