作者:威利 信用:威利 金属离子混合电容器结合了电容器和电池的特性
一个电极使用电容机制，另一个使用电池型氧化还原过程
科学家们现在已经仔细研究了电解质中阴离子的作用
发表在Angewandte Chemie杂志上的研究结果揭示了硫酸根阴离子的重要性
硫酸盐基电解质赋予锌离子混合电容器卓越的性能和超长的可操作性
电容器可以在短时间内吸收和释放大量电荷，而电池可以在小体积内储存大量能量
为了结合这两种特性，科学家们正在研究混合电化学电池，这种电池包含电容器型和电池型电极
在这些电池中，研究人员已经确定金属离子混合电容器是特别有前途的器件
这里，正电极包括伪电容特性，这意味着它也可以通过金属离子的嵌入以电池的方式存储能量，而负电极由氧化还原活性金属制成
然而，他们的电解质长期以来被忽视了，与他的团队一起在香港城市大学研究电池材料的春意智说
研究人员认为电解质阴离子的类型会影响设备的性能
他们说:“更加注意引入合适的阴离子可以有效地提高电容器的功率和能量密度。”
研究人员将注意力集中在锌离子电容器上
这种电池类型由锌金属阳极和由氮化钛纳米纤维制成的阴极组成
纳米纤维是坚固的，它们的多孔表面允许电解液渗透
科学家认为，电解质阴离子附着在氮化钛表面时，会使材料更具导电性
此外，吸附的阴离子可能直接有助于充电过程
混合电容器的充电包括嵌入锌离子的提取
Zhi和他的同事比较了三种电解质阴离子:硫酸盐、醋酸盐和氯化物的影响
他们观察了它们与电极表面的结合以及电化学电池的性能
这是一个明显的结果
科学家们报告说，硫酸根阴离子在三种阴离子中脱颖而出
他们观察到基于硫酸锌电解液的电池表现最佳，硫酸盐比其他阴离子更强地结合到氮化钛表面
此外，硫酸盐处理的电极表现出最低的自放电
作者将这些发现归因于硫酸盐的电子效应
作者总结说，它的电子牵引性质提供了与表面原子的紧密结合，并防止电极自放电
对于一个基于硫酸锌的锌离子混合电容器，科学家们报告了9个多月的高性能运行
此外，这些设备是灵活的，这对于便携式电子设备尤其有用
科学家们在电子表上测试了该设备，发现其性能极佳
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