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離子液體在超級電容器制備中的應(yīng)用

2025-01-13 10:08:35 sh默尼 6

超級電容器(SCs)作為一種具有高功率密度、快速充放電能力和長循環(huán)壽命等優(yōu)點的新型儲能器件,已被廣泛應(yīng)用于電動汽車、智能電網(wǎng)和便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)的SCs大多采用液體電解質(zhì),存在易泄漏、安全性差等問題,限制了其在某些特定場合的應(yīng)用。因此,開發(fā)具有高離子導(dǎo)電率、良好機械性能和優(yōu)異熱穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)是超級電容器研究的重要方向。


在眾多候選材料中,離子液體(ILs)因其獨特的物理化學(xué)性質(zhì),如低揮發(fā)性、高熱穩(wěn)定性和寬電化學(xué)窗口等,成為固態(tài)超級電容器電解質(zhì)的理想選擇。此外,離子液體的分子結(jié)構(gòu)可以通過改變陽離子和陰離子的種類進行調(diào)控,從而優(yōu)化其在超級電容器中的應(yīng)用性能。例如,質(zhì)子型離子液體由于其高極性、非配位性和可調(diào)節(jié)的溶劑化性能和混溶性,能夠顯著提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性。

離子液體與聚合物基質(zhì)相結(jié)合制備的離子液體基凝膠電解質(zhì)(IGE),不僅具有離子液體的高離子導(dǎo)電率和寬電化學(xué)窗口,還兼具聚合物的優(yōu)良機械性能和熱穩(wěn)定性。此外,離子液體的引入還可以有效提高凝膠電解質(zhì)的離子遷移率和電荷傳輸效率,從而提升超級電容器的功率密度和能量密度。

基于以上考慮,伊朗塔布里茲大學(xué)Elnaz Asghari團隊開發(fā)出基于2-羥乙基纖維素(HEC)和質(zhì)子型ILs的相變離子凝膠電解質(zhì),在固態(tài)SCs中表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。


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