离子液体电解液用于双电层电容器

来源：中国科学材料

双电层电容器(EDLCs)通过非法拉第过程在电极表面储存自由电荷，其通过电解质侧的双电层平衡，具有优异的循环稳定性和高功率密度。虽然EDLC被认为是有前景的能量储存器件，但其电极表面存储的电荷远低于电池，其较低的能量密度限制了其应用。离子液体(ILs)，因其较宽的电化学窗口和独特的物理化学性能，可显著提高EDLCs的能量密度。

近日，南开大学言天英教授等人在Science China Materials上发表文章，综述了纯ILs、IL/IL二元混合体系、IL/有机溶剂混合体系以及功能化ILs等电解液，着重探讨了ILs的离子组成、尺寸、结构与电容的关系。咪唑类和季铵盐类ILs作为目前研究最广泛的两类ILs，前者一般具有较高的重量比电容，后者则表现出更宽的电化学窗口。故可对季铵盐类ILs进行官能化以提高其重量比电容，进而提高EDLCs的能量密度。

图1 (a) 具有 IL-GPEs的EDLC； (b) 电流密度为1.0 mA cm−2时，IL-GPEs稳定性随着阳离子尺寸增加的变化； (c) [Pyr1,3]TFSI-GPEs 在AC和MWCNT-AC电极中的循环性能。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, doi: 10.1007/s40843-019-9458-3。