超级电容器电解液的离子调控

与二次电池相比,超级电容器具有充/放电速度快、功率密度高和循环寿命长的特点,但实际应用受限于较低的能量密度.电解液作为超级电容器的重要组成部分,对其进行设计开发有助于推动超级电容器以性能和功能为导向的应用.本文从电解液离子调控的角度出发,讨论了超级电容器的储能机制阐释、电化学性能提升和新颖功能开发.首先讨论了电解液离子对双电层电容材料和赝电容材料电化学行为的影响.接着从工作电压和比容量角度讨论了提升超级电容器能量密度的策略,包括拓宽电解液的电化学稳定窗口、充分利用有效电压范围、合理匹配离子尺寸与材料结构、引入额外法拉第贡献,以及促进溶剂化离子的体相传输和界面去溶剂化动力学等.然后,介绍了功能型超级电容器,重点讨论了超级电容器二极管的研究进展.最后,提出了我们对该领域当前挑战和未来方向的看法.