Size Effect of Electrolyte Ions on the Electric Double-Layer Structure and Supercapacitive Behavior

超级电容器 电解质 电容 四氟硼酸盐 电化学 材料科学 离子 电流密度 功率密度 分析化学(期刊) 化学工程 化学 电极 离子液体 功率(物理) 色谱法 物理化学 热力学 物理 有机化学 工程类 催化作用 量子力学
作者
Hoai Van T. Nguyen,Abdullah Bin Faheem,Junam Kim,Juyeoung Lee,Qing Jin,Bonyong Koo,Woong Kim,Kyung‐Koo Lee
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (5): 3155-3166 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c00170
摘要

Finding a viable electrolyte for next-generation supercapacitors is of primary importance for developing supercapacitors with high power and energy densities. Herein, we synthesized a conducting salt, tetramethylphosphonium tetrafluoroborate (TMPBF 4 ), and compared the electrochemical characteristics of supercapacitor devices containing TMPBF 4 or 1,1-dimethylpyrrolidinium tetrafluoroborate (DMPBF 4 ). The TMPBF 4 salt was selected based on the generally accepted design rule that smaller ions and solvation shells contribute to higher energy and power densities. However, at a low current density (0.1 A g –1 ), supercapacitors with TMPBF 4 in acetonitrile (AN) exhibited a slightly lower capacitance (24.6 ± 0.1 F g –1 ) than those with DMPBF 4 (25.0 ± 0.2 F g –1 ). Clarification of this behavior using electrochemical and theoretical methods revealed that the total capacitance is influenced by not only the size of the ions but also the degree of cation–anion interactions near the electrodes. By contrast, at a high current density of 10 A g –1, supercapacitors with TMPBF 4 showed an 18% increase in capacitance relative to those with DMPBF 4 . Supercapacitors with TMPBF 4 exhibited both high capacitance and a remarkably long cycle life (10,000 cycles) at a high working voltage (3.2 V) and high current density (10 A g –1 ). Furthermore, supercapacitors utilizing TMPBF 4 /AN provided a sufficiently fast frequency response for 60 Hz alternating current (ac) line filtering. These insights into the influence of the investigated electrolyte salts on the formation of electric double-layer structures offer design rules for developing electrolytes for supercapacitors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hu完成签到,获得积分10
1秒前
Dialectical发布了新的文献求助10
1秒前
5007完成签到,获得积分10
1秒前
cen关闭了cen的文献求助
1秒前
纪秋发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
JamesPei的应助被zss采纳,获得10
5秒前
yuchuncheng的应助被天亮就学习采纳,获得20
5秒前
charon979完成签到,获得积分10
6秒前
shishui发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
llhy发布了新的文献求助10
8秒前
ying发布了新的文献求助10
9秒前
hu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
KLAY发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
思源的应助被刘克采纳,获得10
11秒前
11秒前
赘婿的应助被lion_wei采纳,获得10
11秒前
11秒前
NexusExplorer的应助被SDO采纳,获得10
12秒前
seanszli发布了新的文献求助10
13秒前
shishui完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
ying完成签到,获得积分10
14秒前
che发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
HDS完成签到 ,获得积分10
15秒前
Nole的应助被善良的茗茗采纳,获得10
15秒前
null的应助被清脆宛筠采纳,获得10
15秒前
unight完成签到,获得积分10
16秒前
岳绮罗的猫完成签到,获得积分10
16秒前
Zqliu完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
二维钙钛矿人工光电突触的可塑性及应用的研究 500
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8095026
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506501
关于积分的说明 21454828
捐赠科研通 7668799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406152
关于科研通互助平台的介绍 2534188
邀请新用户注册赠送积分活动 2445525