Os supercapacitores são importantes dispositivos de armazenamento de energia devido à sua baixa densidade de energia, o que limita sua aplicação. Uma estratégia eficaz para aumentar a densidade de energia dos supercapacitores é usar eletrólitos orgânicos com uma ampla janela de voltagem. Entretanto, os eletrólitos orgânicos convencionais são caros A taxa é baixa, e existem riscos de segurança Relativamente falando, o eletrólito à base de água possui características de segurança, baixo custo e fácil operação, porém a janela de tensão do eletrólito à base de água é estreita, resultando em baixa densidade energética do supercapacitor à base de água.
Recentemente, os investigadores desenvolveram uma classe de alta concentração tendo uma grande janela de tensão estável de 'água no sal de' solução aquosa de electrólito. No entanto, a presença de um tal electrólito de alta viscosidade, baixa condutividade eléctrica, o problema não se aplica a temperatura baixa, o que limita grandemente a preparado utilizando a solução electrolítica tal supercondensador. em resumo, um novo design do sistema de electrólito, a preparação segura, a janela de tensão de largura, alta condutividade electrólito ampla faixa de temperatura, vai ajudar a melhorar o super Desempenho do capacitor.
Recentemente, o Institute of Chemical Physics, Academia Chinesa de energia limpa e material de laboratório Química investigadores equipa Yan Xingbin desenvolvido um método para a solução electrolítica preparada por mistura a 'água no sal' típico (WIS; 21 m LiTFSI / H2O). O electrólito acetonitrilo co-solvente, o 'acetonitrilo / água em sal' (AWIS) misturar a solução electrolítica foi preparado. WIS em comparação com a solução electrolítica, a solução electrolítica AWIS de mistura de baixa viscosidade, uma elevada condutividade eléctrica, ampla gama de temperaturas de aplicação. ao mesmo tempo, a mistura dos electrólitos AWIS Mantém uma ampla janela de voltagem, não inflamável e fácil de operar.Usando este eletrólito híbrido AWIS, os pesquisadores montaram um supercapacitor seguro, de ampla janela e alta ampliação.
Este trabalho fornece uma estratégia para misturar um sal com água / solvente orgânico para preparar um novo eletrólito.É esperado que o eletrólito preparado com base nessa estratégia seja usado para construir dispositivos de armazenamento de energia de alto desempenho como supercapacitores, capacitores híbridos de metal e baterias de íon de metal. O trabalho de pesquisa foi publicado recentemente on-line em Energia e Ciência Ambiental (DOI: 10.1039 / C8EE01040D).
O trabalho acima foi financiado e apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pelo Projeto de Cultivo de Planejamento Estratégico "One Three Five" da Academia Chinesa de Ciências e pela Western Light da Academia Chinesa de Ciências.
Figura 1. Propriedades físicas e químicas do eletrólito AWIS
Figura 2. Análise da estrutura eletrolítica
Figura 3. Desempenho eletroquímico de um supercapacitor
