纳米SiO2填料对离子凝胶电解质及高压超级电容器性能的影响

以SiO2纳米颗粒为填料,通过溶液浇筑法合成了纳米复合离子凝胶电解质,研究了SiO2填料对离子输运的影响规律。基于离子凝胶电解质构筑了准固态电容器,探讨了无机填料对电容器性能的影响,以活性炭为电极、凝胶电解质为隔膜,构筑了准固态双电层电容器。结果表明,SiO2的加入没有改变隔膜电解质的微观形貌,但有效改善了浸润性,提高了离子电导率。高SiO2添加量的隔膜电解质电化学性能更优,当添加8wt%SiO2时凝胶电解质电化学性能最优。SiO2的加入可有效提高活性炭准固态电容器的性能,电容器的比容提升约15%,经4000次循环后容量保持可达100%。电解质高温稳定性良好,器件最高使用温度可达60℃。基于该复合电解质构筑的电容器具有良好的高温性能,电容器比容随温度升高而逐渐提升,60℃时能量密度可达81.36 Wh/kg。

基于离子凝胶电解质的TiO_(2)(B)@C/CNT//AC准固态锂离子电容器

以微波辅助溶剂热法制备多壁碳纳米管负载的碳包覆单斜相二氧化钛纳米复合电极,通过静电纺丝技术制备聚酰亚胺纤维膜,进而制备三元离子凝胶电解质,最后与商业活性炭组装成新型准固态锂离子电容器。结果表明,TiO_(2)(B)@C/CNT纳米复合电极呈现出高可逆容量(291 m Ah/g)和高电化学反应动力学特性。PI/[EMIM][BF_(4)]/Li TFSI离子凝胶电解质呈现出高离子电导率和电化学稳定性,其可将锂离子电容器的工作电压拓展至3.8 V。由于电解质中存在离子液体,器件的电化学性能呈现出明显的温度依赖性。准固态锂离子电容器在60℃时最大能量密度和最大功率密度分别为83.1 Wh/kg和18338.1 W/kg。