小尺寸螺环季铵盐的制备及超级电容器性能研究

　　

超级电容器因高功率密度、长循环寿命和安全性，广泛应用于智能穿戴、智能电网等领域，但其能量密度较低限制了进一步发展。超级电容器的能量密度由比电容和工作电压决定。本文从电解液的角度出发，设计了一种具有小尺寸的四五环螺环季铵盐，并以低粘度和高介电常数的乙腈为溶剂，配置了不同浓度的电解液，探究小尺寸离子对超级电容器容量的提升和探究浓度对离子溶剂化的改变和对超级电容器电化学稳定性的影响。结果表明，小尺寸电解质可以显著提升超级电容器的比容量。配置的1 M电解液具有122 F g^-1的比容量。另一方面，高浓电解液减少乙腈在电极表面发生副反应的风险，其中3 M APFSI/ACN电解液具有比SBP-FSI电解质更优异的倍率性能和长循环稳定性，在3 V工作电压下以2 A g^-1循环10 000圈容量保持率为94.6 %，为新一代高比能超级电容器提供了新思路。

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