SnO2量子点的电化学超级电容器性能

金属氧化物纳米结构广泛用于诸如超级电容器和Li-on电池等能源应用。在电化学操作中，较小尺寸的纳米晶体比较大的纳米晶体表现出更好的稳定性、更低的离子扩散时间、更高的离子通量和更低的粉化。研究较小尺寸纳米晶体（如量子点（QDs））的独特性质可以增进对更好性能背后原因的理解，也将有助于在不同应用中更有效地使用QDs或较小尺寸的纳米颗粒（NPs）。具有组分稳定性和高表面体积比的水稳定纯SnO2 QDs被作为电化学超级电容器材料研究，并与尺寸为25 nm的较大NPs比较。QDs的电子能量损失谱研究揭示了表面相对于主体的主导作用。QDs低频拉曼模式和缺陷拉曼模式的温度依赖研究表明在80-300 K温度范围内SnO2 QDs没有明显体积变化。这些高表面积且稳定的SnO2 QDs的比电容在扫描速率从20 mV/S增加到500 mV/S时仅显示出9%的损失。QDs的电容损失在1000次充放电循环后小于2%，而对于25 nm SnO2 NPs，1000次循环后电容损失为8%。QDs中过剩开放体积的存在导致电化学操作期间体积不变以及良好的水稳定性，这归因于QDs比较大的NPs具有更好的性能。