离子液体在超级电容器制备中的应用

2025-01-13 10:08:35 sh默尼 0

超级电容器(SCs)作为一种具有高功率密度、快速充放电能力和长循环寿命等优点的新型储能器件,已被广泛应用于电动汽车、智能电网和便携式电子设备等领域。然而,传统的SCs大多采用液体电解质,存在易泄漏、安全性差等问题,限制了其在某些特定场合的应用。因此,开发具有高离子导电率、良好机械性能和优异热稳定性的固态电解质是超级电容器研究的重要方向。


在众多候选材料中,离子液体(ILs)因其独特的物理化学性质,如低挥发性、高热稳定性和宽电化学窗口等,成为固态超级电容器电解质的理想选择。此外,离子液体的分子结构可以通过改变阳离子和阴离子的种类进行调控,从而优化其在超级电容器中的应用性能。例如,质子型离子液体由于其高极性、非配位性和可调节的溶剂化性能和混溶性,能够显著提高电解质的离子电导率和电化学稳定性。

离子液体与聚合物基质相结合制备的离子液体基凝胶电解质(IGE),不仅具有离子液体的高离子导电率和宽电化学窗口,还兼具聚合物的优良机械性能和热稳定性。此外,离子液体的引入还可以有效提高凝胶电解质的离子迁移率和电荷传输效率,从而提升超级电容器的功率密度和能量密度。

基于以上考虑,伊朗塔布里兹大学Elnaz Asghari团队开发出基于2-羟乙基纤维素(HEC)和质子型ILs的相变离子凝胶电解质,在固态SCs中表现出优异的电化学性能。


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