IF=29.3,双盐电解液助力高性能双离子电池-超级电容器混合器件

河北大学高勇军教授、河北农业大学王春教授Advance Energy Materials：LiCl/EMIMBF₄双盐电解液助力高性能双离子电池-超级电容器混合器件

研究背景 

当前，二次电池和超级电容器是两种主流的电化学储能器件，然而，传统摇椅式电池受限于缓慢的电化学氧化还原过程表现出相对较差的功率密度，超级电容器基于快速的表面吸脱附过程存储电荷，往往具备较高的功率密度，但是能量密度不足。二者都无法同时满足对能量和功率密度有较高要求的应用场景。为了获得“双高”（高能量密度、高功率密度）的电化学储能器件，以往的研究工作主要将电池型电极和超级电容器型电极集成在一个器件内，以期结合两种储能机理的优势，得到具有“双高”性能的电池-超级电容器混合器件。然而，储能机理的差异需要平衡好器件中两个电极的电极容量和动力学，这一过程在一定程度上牺牲了器件性能。

新成果

鉴于此，高勇军教授课题组在其长期的功能化碳材料的研究基础上，开发了一种基于LiCl/EMIMBF₄双盐电解液的双离子电池-超级电容器混合器件（DIB-SCHD）。该对称型储能器件的两个电极都同时具有电池型和电容型电荷存储机理。研究发现，在充放电过程中，EMIM⁺ 、BF₄^-发生电容器型的吸附/脱附过程，而Li⁺、Cl^-发生电池型的插层/脱层反应。离子插层/脱层和吸附/脱附过程的高效协同机理赋予了DIB-SCHD同时具有高能量密度和高功率密度。基于LiCl/EMIMBF₄双盐电解液的DIB-SCHD在0.5 A g^-1 下实现374 F g^-1的超高质量比电容，并在1144 W kg^-1功率密度下呈现极高的比能量208 Wh kg^-1和在77 Wh kg^-1能量密度下输出22834W kg^-1的超高功率密度。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103226

实验所用仪器

实验中用到了JW-BK100B比表面积及孔径分析仪。JW-BK100系列静态氮吸附仪即能准确可靠解决粉体材料比表面积及孔径分析问题。

孔径范围：0.35-500nm   

比表面测试范围：>0.0001m2/g
中值孔径重复性：<0.02nm  

比表面积重复性：≤1%
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人物介绍

高勇军教授
中科院大连化学物理研究所博士 (2006-2012)，新加坡国立大学博士后(2013-2015)，现为教授，博士研究生导师，河北省省级特聘专家，河北省政府特殊津贴专家。研究方向为：多相催化、电催化、电化学储能等。近三年，以通讯作者身份在Chemical Engineering Journal，ACS Catalysis，Applied Surface Science，ACS Sustainable Chemistry & Engineering等学术刊物上发表多篇研究论文。

王春教授
教授，博士生导师。2012.3-2012.9年在美国Louisiana State University化学与生物学院化学系访学。主要研究方向：有机合成、多相催化、光催化、色谱分析。 近年来以第一作者和通讯作者发表学术论文160余篇，其中SCI收录140余篇。发表的论文SCI他人引用6000余次，H-index指数为4