武汉理工考研，武汉理工考研分数线2022
混合超级电容器在满足电动汽车和便携式/可穿戴电子产品等未来多样化应用的需求方面显示出巨大的潜力。特别是水系锌离子混合超级电容器（ZHSCs）由于其低成本、高能量密度和环境友好性而备受关注。然而，典型的 ZHSC 使用锌金属负极和普通液体电解质，导致枝晶问题、工作温度受限和器件柔韧性差。最近，科研人员使用活性炭（AC）阳极、δ-MnO2 阴极和创新的 PVA 基凝胶电解质开发了一种新型柔性锌离子混合超级电容器（FZHSC）。在该设计中，避免了重锌负极及其枝晶问题，并采用了具有大层间距的层状正极。此外，通过同时使用甘油添加剂和冻融技术调节氢键和微观结构，制备了柔性电极并将其与抗冻、可拉伸和可压缩的水凝胶电解质集成在一起。所得 FZHSC 表现出良好的倍率性能、高能量密度（47.86 Wh kg-1；3.94 mWh cm-3）、高功率密度（5.81 kW kg-1；480 mW cm-3）和出色的循环稳定性（~91% 容量） 30000 次循环后保持）。此外，FZHSC 表现出出色的柔韧性，即使在各种连续形状变形之后，电容也几乎没有变化。水凝胶电解质在超低温（≤ -30 °C）下仍保持高离子电导率，使 FZHSC 循环良好，并在 -30~80 °C 的全气候温度范围内稳定地为电子计时器供电。这项工作强调了有前景的无锌金属水系 ZHSC 可以设计为具有强大的多功能性，适用于更实际的应用场景。
图 1.(a) 不同种类 ZHSC 的示意图。C-和C+分别是阳极和阴极的容量。“茶。”和“dis”。分别代表“充电”和“放电”。(b) δ-MnO2 阴极在不同电流密度下的 GCD 曲线。(c) 具有优化电位窗口的交流阳极的 GCD。(d) δ-MnO2 和交流电极在 20 mV s-1 扫描速率下的 CV 曲线。
图 2.(a) aFZHSC 的结构配置。(b) FZHSC 的 CV 曲线。(c) 相应的放电电容作为电流密度的函数。（d）ZHSC 的 Ragone 图与文献数据的比较。(e) FZHSC 在 5 mA cm-2 下的循环性能。
图 3. FZHSC 的实际应用潜力。
相关论文以题为All-Climate Stretchable Dendrite-Free Zn-Ion Hybrid Supercapacitors Enabled by Hydrogel Electrolyte Engineering发表在《Energy & Environmental Materials》上。通讯作者是武汉理工大学孙美玲副研究员,和刘金平教授。
参考文献：
doi.org/10.1002/eem2.12357
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