接枝尾端荷电聚电解质对超级电容器充电动力学特性影响研究

摘要

超级电容器系统接枝聚电解质对改善其性能有重要应用价值，例如可降低接触电阻、提升电容。通过求解包含水力学模型的连续性方程，研究了孔径为3 nm的纳米孔在接枝尾端荷电聚电解质情况下的充电动力学特性，研究发现聚电解质虽然会增大电荷存储，但较短的聚电解质会降低纳米孔内电解液对流强度，进而降低超级电容器功率，这是由于聚电解质的链长及表面电荷密度会改变反离子分布位置及数量，从而改变纳米孔内电解液对流驱动力的位置及大小。另外，还研究了电解液的对流作用对电荷存储机制的影响，研究发现纳米孔中心处的电解液流动增强了共离子解吸，促进了电荷存储机制从反离子吸附占主导向离子交换占主导转变。

关键词

超级电容器 / 分子动力学模拟 / 纳米多孔电极 / 充电动力学 / 聚电解质