水系电解质离子对无定形WO_(3)电致变色性能的影响

WO_(3)是理想的无机电致变色材料,其电致变色机制是在电压作用下发生可逆的氧化还原反应,并伴随着电解质离子在材料内部的嵌入和脱出。本文研究了含有Li^(+)、Zn^(2+)、Al^(3+)的三种水系电解质对无定形WO_(3)电致变色性能的影响。结果表明,当以Al^(3+)作为嵌入离子时,WO_(3)获得了最好的电致变色性能,包括快响应速度(着色响应时间2.8 s,褪色响应时间1.1 s)、大光学对比度(700 nm处达83.4%)、优异的循环稳定性(连续循环1000次仅衰减2.8%)、高着色效率(74.7 cm^(2)·C^(-1)),其综合性能在已报道的WO_(3)电致变色器件中处于较高水平。机制研究发现,Al^(3+)水系电解质溶液中性能的提升得益于快速的离子传输动力学。这些结果将为高性能电致变色器件构建和电解质优选提供简单有效的指导。

水系电解质浓度和种类对石墨烯纸超级电容器电化学性能的影响

采用改进后的Hummers法制备氧化石墨,经水合肼还原后制得超薄石墨烯纸材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、X射线衍射光谱(XRD)和X光电子能谱(XPS)等手段对制备的石墨烯纸进行表征。采用循环伏安和交流阻抗谱等电化学方法考察了水系电解质溶液浓度和电解质种类对石墨烯纸为活性材料的超级电容器电化学性能的影响。结果表明:随着电解质浓度的增加或阴阳离子尺寸的减小,石墨烯纸超级电容器比电容量明显增加,溶液阻抗明显降低;具有较小尺寸的碱金属氢氧化物饱和溶液更适合做超级电容器的电解质溶液。

无机双盐水系钠离子电解质的设计及低温性能研究

水系钠离子电池由于其环境友好、安全性高等优势成为储能技术的理想选择之一,然而水系电解质相对较高的凝固点限制了储能器件在低温环境下的应用。设计了一种无机双盐水系钠离子电解质,通过引入与钠离子、水分子的结合能不同的CH_(3)COO^(-)和Cl^(-)两种阴离子,调控水中的氢键网络结构和电解质盐电离过程,降低强氢键比例,形成了更多的[Na(H_(2)O)_(6)]^(+)。基于该设计,无机双盐水系钠离子电解质的凝固点低至-30.1℃,而且在-20℃下仍然保持较高的离子电导率(23.24 mS/cm)。使用该电解质组装的Na_(2)CoFe(CN)_(6)||PTCDI全电池在-20℃下能够表现出52.6 mAh/g的比容量(0.1 A/g),且在0.2 A/g的电流密度下可以实现500次稳定循环。

非水电解质锂空气电池放电过程

对PC/EC基电解质体系锂空气电池放电产物进行X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的检测,表明主要存在碳酸锂、乙酸锂、乙二酸锂、甲酸锂四种物质;与循环伏安曲线2.1和2.3 V两个小的还原峰相对应,说明环状烷基受到亲核攻击,电解液中溶剂发生分解,参与了反应,指出该类电池的放电终止是由于电解液消耗殆尽导致。以此为基础建立了锂空气电池的放电过程模型,进一步阐述了环状烷基类体系下锂空气电池的放电过程。

超级电容器电解质的研究进展

综述了超级电容器电解质的研究现状,重点介绍了适用于新型电极材料的水系电解质以及目前已实现商业化的有机电解质,对离子液体电解质、固体和凝胶电解质的产业化提出了展望。

沉淀法制备Na_(0.7)MnO_(2.05)及其水基超级电容器性能测试

以Mn(NO_3)_2和NaOH为原料,采用沉淀法合成了用作超级电容器电极材料Na_(0.7)MnO_(2.05).扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明所制备样品呈层状板块形貌.电化学测试结果表明,Na_(0.7)MnO_(2.05)是一种性能比较优良的超级电容器电极材料.在1mol·L^(-1) Na_2SO_4电解质溶液中,0~1V的电压范围内,充放电电流密度为200mA·g^(-1)时,比容量高达201F·g^(-1),库伦效率接近100%.

弱溶剂化学助力水系锌金属电池在-50~80℃的宽温度范围内稳定运行

开发具有宽温度范围、无枝晶生长和耐腐蚀的电解质对于水系金属锌电池的实际应用至关重要.本研究开发了一种γ-戊内酯共溶剂,以扩大水系电解质的工作温度范围并稳定锌金属阳极的界面.这种弱溶剂作为强氢键配体和“稀释剂”,高效地打破了自由水分子之间的氢键,从而提高了电解液的温度耐受性和化学稳定性.同时,γ-戊内酯也可以吸附在阳极表面从而促进锌的成核和调节锌的生长织构,实现无枝晶的锌沉积.这种优化后的电解质可以使对称电池的寿命达到2160 h,并可以在-50~80℃的宽温度范围内稳定运行.相应的ZnⅡ活性炭电容器和ZnⅡ聚苯胺电池在8100和1600次循环后,容量保持率分别为92.5%和85%.这种弱溶剂调控氢键和锌离子的溶剂鞘的机制为先进的水系电解质的设计提供了新的见解.