介电聚合物涂层超级电容器的微观储能机制
化学物理
2023-06-27 v2
摘要
超级电容器作为有前景的储能器件，一直备受关注。然而，与电解质溶液相关的电压窗口限制阻碍了其电容的提升。为解决此问题并增强传统超级电容器的储能能力，我们提出了在双电层结构理论框架中观察到的偶极子诱导效应。分子动力学结果表明，与传统体系相比，在低电压下积分电容提升了超过50%。此外，基于使用含水电解质溶液的介电超级电容器的新材料实验结果证实了我们所提模型的有效性，并得到了一致的结果。我们将巨大的电容变化归因于偶极子的重新取向，这诱导了中性到双层的转变以及过屏蔽到空间位阻的转变，与实验中聚合物的极化过程一致。我们进一步研究了不同偶极子参数下的电容变化，例如改变层数、不同数密度和不同间距，从而用先前未获得的新结论丰富了实验结果。这项工作提出了一种利用偶极子诱导电容效应的新方法，为储能技术领域的进一步发展铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2302.09499,
title = {Microscopic Energy Storage Mechanism of Dielectric Polymer-Coated Supercapacitors},
author = {Weihang Gao and Teng Zhao and Shian Dong and Xingyi Huang and Zhenli Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09499},
year = {2023}
}