向雙電層電容器的電解液中加入氧化還原活性添加劑是一種提升其能量密度的有效策略。添加劑的分子結(jié)構(gòu)與其電化學(xué)性能密切相關(guān)，但目前添加劑“分子結(jié)構(gòu)-電化學(xué)性能”的關(guān)系還不明確。近日，國(guó)家納米科學(xué)中心智林杰研究員和馬英杰副研究員等人在Science China Materials發(fā)表研究論文，制備了一類適用于有機(jī)電解液的紫精基氧化還原添加劑，并研究了分子結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)，紫精分子的電化學(xué)性能與其側(cè)鏈和共軛骨架密切相關(guān)：側(cè)鏈影響其電子結(jié)構(gòu)及其與電極孔道之間的匹配，進(jìn)而影響其可逆容量；而更大的共軛骨架可以賦予紫精分子更小的帶隙和更大的電子離域體系，從而提高其倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的紫精分子添加劑可以使雙電層電容器獲得34.0 W h kg?1的高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)性能。
圖1 使用不同電解質(zhì)的電容器的性能。
該研究成果最近發(fā)表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1418-9。
