LiTFSI/2一嗯唑烷酮電解液與不衕微結構碳材料的電化學兼容性

2021-04-10 23:40:00

何妍

原創

1543

摘要：以二 (三氟甲基磺醯) 亞胺鋰 (LiTFSI) 和 2一嗯唑烷酮 (O ZO ) 爲基的離子液體作爲電解液，對其與不衕微結構特性 (孑L徑、比錶麵積等 ) 的炭材料 [碳納米管 (C NTs) 、中孔活性炭(M EA Cs) 和微孔活性炭(M IA Cs) ] 間的電化學兼容性進行瞭研究，其中中孔活性炭適宜的孑L徑分佈滿足具有較大離子尺寸的離子液體電解質材料的離子正常遷移，衕時又具備較高的比錶麵積，可以保證超級電容器具有較高的比電容特性．

在 LiTFSI—O ZO 離子液體中存在與 IJi 直接作用的“自由離子” ，根據先導物摩爾比的不衕，還存在不等量的具有更大體積的接觸離子對和積聚離子，對於多孔炭電極來説，隻有電解質中“自由離子 ”遷移至孔道內纔能形成有效的雙電層，因此電解質中“自由離子”數越少，離子尺度越大，則炭材料的錶麵利用率就越低，這一相容特性直接決定瞭炭電極材料在離子液體電解液中的比電容等電化學性能．通過量化計祘得齣 TFSI一離子和LiTFSI—OZO 離子液體體繫中 3種可能的自由離子的優化結構，其中 TFSI一離子的尺寸爲 0．7123 nm ， 3 種自由離子的尺寸分彆爲0．5210 nm j OZO (Li) 】， 1． 0477 Ilm j O ZO (Li) 十_TFSI一] 和 1．4463 rim [4OZO (Li) 一TFSI 一] ．由不衕炭材料的孔徑分佈可以看齣，以中孔(2 ～5 nm ) 爲主的活性炭比微孔活性炭和碳納米管更能滿足LiTFSI—OZO 離子液體電解質材料的離子尺寸要求．

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