WO3电致变色薄膜离子传输动力过程及其循环稳定性

• 作者: 周开岭 汪浩 张倩倩 刘晶冰 严辉
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: WO3电致变色材料 计时电位法 Li+插入通量 离子传输动力过程
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 专栏:电致变色材料与器件
• 页码范围: 152-160
• 页数: 9页
• 分类号: TQ174
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20200144

摘要

电致变色WO3的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响.离子传输过程涉及到WO3电极的结构变形、相转变等复杂过程,导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究.计时电位法是通过施加电流,测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法.与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比,该技术能够直接探测溶液-电极系统中不同状态下的电压分布,并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为,例如电极表面附近的质子吸附和传输现象.本工作采用计时电位技术研究和调控WO3薄膜中的离子传输行为,结果表明:大的Li+离子插入通量可拓宽WO3/电解质界面处离子的传输通道,有助于离子传输动力和光响应速度的提升.然而,反复的离子插入/抽出行为会通过"离子球磨效应"减小WO3/电解质界面处WO3晶粒的尺寸,使得WO3薄膜的致密性增强,阻碍离子传输和电解质渗透,导致插入的Li+及反应产生的LixWO3在WO3结构中不可逆积累,薄膜的光学调制幅度和电致变色活性明显下降.该工作为电极材料中离子传输动力学分析和离子传输行为控制提供了一种有效的方法.