水系锌离子电容器

An Aqueous Zn-Ion Capacitor

本文首次提出了一种水系锌离子电容器的新型储能体系,以五氧化二钒(V_2O_5)为正极,具有高比表面积的活性炭(AC)为负极,以三氟甲基磺酸锌(Zn(TfO)_2)为电解质.X射线衍射(XRD)证明二价锌离子作为电荷载体,可以在五氧化二钒(V_2O_5)中进行可逆的嵌入与脱出.该锌离子电容器的电位窗口可达1.4 V,具有良好的倍率特性及循环稳定性.电流密度为1000 m A·g^(-1)时,电容器的比能量密度为4.5 Wh·kg^(-1)功率密度可达181 W·kg^(-1).本工作为发展新型基于多价离子电化学电容器提供了新思路和新方法.

We first present a new aqueous zinc-ion（Zn-ion） capacitor based on vanadium pentoxide（V_2O_5） cathode, activated carbon（AC） anode, and 2 mol·L^（-1） zinc trifluoromethanesulfonate（Zn（TfO）_2） electrolyte. The Zn-ion capacitor possesses a wide electrochemical window of 1.4 V, good rate capability and cycling stability. The XRD data demonstrates that the Zn^（2＋）ion serving as the charge carrier could be reversibly intercalated into the V_2O_5. This capacitor delivered a power density of 181 W·kg^（-1） and an energy density of 4.5 Wh·kg^（-1） at 1000 m A·g^（-1）. This work may open up new opportunities for developing multivalent ion-based electrochemical capacitors.