成果简介
可充电水系锌离子混合电容器（ZIHCs）作为一种新兴的水系电化学储能系统，由于锌负极的不合格可逆性、正极材料的结构劣化和电化学稳定性窗口窄等原因，仍处于起步阶段。本文，韩国东国大学Nilesh R. Chodankar、Deepak P. Dubal等研究人员在《InfoMat》期刊发表名为“High energy superstable hybrid capacitor with a self-regulated Zn/electrolyte interface and 3D graphene-like carbon cathode”的论文，研究描述了一种可扩展的方法，该方法解决了锌阳极/电解质界面和阴极材料相关的缺陷，并提高了ZIH 的电化学性能。Zn-阳极/电解质界面通过改变传统的Zn2+进行自我调节在不牺牲锌基系统的成本、安全性和绿色特性的情况下，使用钠基支持盐的电解液进一步验证了其在 1100 小时内的优异可逆性和抑制析氢。
通过使用高质量负载、富氧、3D、多尺度类石墨烯碳 (3D MGC) 阴极来克服阴极材料的缺陷。由于3D MGC的多尺度纹理、高电子电导率和富氧官能团，通过传统的吸附/解吸机制获得了可逆的氧化还原电容。包含改性电解质和富氧3D MGC 阴极的原型 ZIHC 产生了类似电池的比能量（203Wh kg -1在 1.6Ag-1）和超级电容器类型的功率容量（4.9kW kg -1在8Ag-1下）具有出色的循环耐久性（在10Ag -1下 30 000 次循环后保持96.75% ）。这些发现为将高效 ZIHC 用于实际应用铺平了道路。
图文导读
图1、A）显示了0.2M ZnSO4（纯电解质）和添加剂电解质的离子电导率和粘度。(B) 含有添加剂电解质的Zn/Zn 对称电池在 2mA cm – 2电流密度下的循环性能。C-i），Zn 阳极在裸电解液中循环 20 次电镀/剥离循环的扫描电子显微镜 (SEM) 图像显示出明显的腐蚀和枝晶形成
图2、 开放式3D MGC 在两种不同放大倍率下的场发射 (FE) SEM 图像、、TEM 图像、XPS 光谱
图3、3D MGC 添加剂ZIHC电池电化学性能
图4、ZIHCs中3D MGC正极和Zn负极的充放电过程分析
图5、(A) 3D MGC-additive ZIHC 电池的自放电测试，(B) 多个 3D MGC-additive ZIHC 电池串联和并联的 CV 曲线，以及 (C) 3D MGC-additive ZIHC 电池的数码照片5.0 V 输出太阳能电池板充电 30 秒后的发光二极管 (LED) 数量
文献：https://doi.org/10.1002/inf2.12344
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