基于阻燃离子凝胶电解质的高安全性柔性超级电容器

在传统的超级电容器中,有机电解质的存在导致其安全性和灵活性能差,限制了超级电容器的发展和应用.因此,我们开发了一种简易制备的具有强阻燃性、热稳定性、灵活性和电化学特性的离子凝胶超级电容器.具体来说,通过在电极上使用离子凝胶电解质的原位交联,获得了具有优良性能的离子凝胶超级电容器.在离子凝胶电解质中引入大量含醚的柔性链段后,其室温电导率可以高达6.5×10^(−3)S cm^(−1).同时,原位交联的制备方法使电解质和电极之间具有紧密的界面接触.由于该离子凝胶电解质具有紧密的电极/电解质界面接触和良好的机械特性,使其在弯曲时保持了稳定的电化学性能.此外,在交联的电解质中加入二氮杂萘结构为离子凝胶电解质提供了良好的阻燃性和热稳定性,使其能够在150℃下保持30分钟的尺寸稳定性.使用离子凝胶电解质制备的超级电容器的比容量为105 F g^(-1),能量密度为41.6 W h kg^(-1).这项工作为制备和优化离子凝胶交联电解质提供了一种实用方法和新的见解.

密度泛函理论计算筛选锂硫电池用单原子催化剂

探索具有高催化作用的活性中心结构,对于开发锂硫电池用单原子催化剂(SACs)至关重要.基于密度泛函理论计算,本工作提出了一种新型吡咯氮配位结构,用于负载3d过渡金属原子,以设计出高性能SACs.相比于传统的吡啶氮配位结构,该吡咯氮配位结构可实现对多硫化物更高的吸附及催化转化作用,从而提升锂硫电池活性物质的利用率、循环稳定性及倍率性能.基于对不同配位结构中的金属原子d轨道与多硫化物中硫原子p轨道杂化方式的分析,本工作阐明了吡咯氮配位结构可对多硫化物实现更强吸附作用的原因.此外,采用数据驱动的研究手段,探索出影响多硫化物催化转化效率的本征因素.因此,本工作提出了新型锂硫电池用SACs活性中心结构,并揭示了SACs的性能调控机制,为锂硫电池用SACs的设计提供了新策略.