聚离子液体又一篇《AM》：偏压可调离子二极管！

文章来源：北科新材浏览次数：4887时间：2021-07-01 QQ学术交流群：1092348845

超级电容器(又称电双层电容器electrical-double-layer capacitors，EDLCs)是一种电化学储能(EES)装置，可以提供超高的功率密度和超长的循环寿命。2019年Kaskel等人提出了超级电容二极管(supercapacitor-diode，CAPode)的概念，将二极管的特性集成到EDLC中，CAPode只能为一个充电方向提供储能能力，从而将传统超级电容扩展到新的技术应用领域，在电网稳定、信号传播和逻辑运算等方面发挥重要作用。然而，当前的CAPode器件的要求碳电极具有严格的孔-尺寸工程，这大大增加了多孔碳（尤其是纯微孔碳）的制造成本和复杂度。其次， CAPode只能实现正偏置方向的电荷存储，由于缺少合适的大尺寸阴离子和小尺寸阳离子的电解质体系，反向CAPode的构建具有很高的挑战性。近日，中国科学院兰州化学物理研究所阎兴斌、兰州大学唐瑜等人合作，通过使用聚阳离子基离子液体(IL)或聚阴离子基离子液体作为电解质，实现了偏压方向可调的CAPodes器件，代表了高性能电容式离子二极管设计的重大突破。该研究以“Construction of Supercapacitor-Based Ionic Diodes with Adjustable Bias Directions by Using Poly(ionic liquid) Electrolytes”为题发表在最新一期的《Advanced Materials》上。

文章亮点：

1、通过将不对称超级电容器与商用活性炭组装，并使用两种聚离子液体（聚阳离子基PVBIm·(TFSI)_n或聚阴离子基(EMIM)_n·PSTFSI）中的一种作为电解质，成功构筑了正向或反向偏压充电能力的capode。

2、PVBIm·(TFSI)_n中的阳离子和(EMIM)_n·PSTFSI中的阴离子限制在有机网络中，但它们的反离子在电势下可以自由移动。因此，相应的CAPodes只能在正偏置或负偏置方向提供高电容，并表现出高达80%的整流比和出色的循环寿命(4500个循环)。

两种聚离子液体的制备与表征

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