電解液溶劑對石墨烯雙電層儲能特性影響的分子動力學(xué)模擬研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)電池，雙電層超級電容器憑借著功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢成為一種廣泛應(yīng)用的儲能設(shè)備。當今，基于有機電解液的超級電容器在商用超級電容器市場中占據(jù)統(tǒng)治地位。這是由于有機電解液超級電容器有兩個重要的優(yōu)勢：與水系電解液相比，有機系電解液有更寬的工作電壓窗口，即有大幅度提高能量密度的潛能；與離子系電解液相比，有機系電解液粘度低、導(dǎo)電性好、工作溫度范圍廣。
　　基于分子動力學(xué)模擬方法，本文研究了多種有機電解液超級電容器

2、的微觀結(jié)構(gòu)，闡釋了電解液溶劑對石墨烯雙電層儲能特性的影響。結(jié)果表明，極性溶劑通過屏蔽電極電荷和降低離子的去溶劑化程度削弱了反離子在電極表面的積累。因此，極性較低的溶劑更有可能產(chǎn)生較高的雙電層電容。同時，溶劑分子與電極之間的非靜電作用力反映了溶劑分子的大小和結(jié)構(gòu)對其在電極表面吸附過程的重要影響。與其他溶劑相比，乙腈分子較小且呈線型，這導(dǎo)致了較弱的非靜電作用力，解釋了其容易轉(zhuǎn)向的特點。另外，溶劑分子在雙電層中發(fā)生的方向偏轉(zhuǎn)（從平行于電極平面