ACS Sustainable Chemistry & Engineering是ACS变革性期刊，致力于发表经过严格同行评审的高质量原创文章，反映化学、工程：化工、 绿色可持续发展技术领域的新进展、新技术和新成果，为化学化工与可再生能源领域享有盛誉的国际知名期刊。

近期，我院杨维清教授团队青年教师张海涛副教授以独立通讯作者在ACS Sustainable Chemistry & Engineering (中科院一区Top期刊，IF=9.224)发表题为“Additive Engineering Enables Ionic-Liquid Electrolyte-Based Supercapacitors to Deliver Simultaneously High Energy and Power Density”研究论文，材料科学与工程学院蒋兴琳硕士生为论文的第一作者。原文链接https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssuschemeng.3c00213

为了满足实际储能应用的要求，开发具有高能量/功率密度的储能器件至关重要。目前的超级电容器无法满足便携式电子产品和电动汽车的高能量需求，利用高电化学稳定电位窗口的离子液体电解液有望解决这一问题。然而，离子液体电解液低离子电导率和高粘度等缺陷严重降低了超级电容器的功率特性。目前解决这些问题的主要策略是采用有机电解质降低离子液体电解液的粘度、或添加氧化还原活性介质促进离子迁移动力学。上述策略尽管取得了一定进步，但是通常以牺牲电化学稳定电压窗口和恶化循环稳定性为代价。因此，在不牺牲电位窗口和循环稳定性的前提下设计高电导的离子液体电解液，仍是一项挑战。

近日，我院张海涛副教授等人提出了一种添加剂工程策略，显著提升离子液体电解液的离子扩散动力学，实现超级电容器的高能量密度和高功率密度。添加剂工程是基于将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)接枝的Ti3C2引入1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)中，添加剂Ti3C2-CTAB上同时存在的阴离子基团（−O，−OH）和阳离子基团(−NH4)分别与EMIM+和形成氢键和静电作用。这两个双活性结合点促进EMIMBF4离子液体电解质中的EMIM+和 的解离，从而保证了离子在充放电过程中的快速迁移。与纯EMIMBF4电解液相比，添加剂工程电极液的离子电导率大幅提升38%。其超级电容器具有更快的离子扩散系数(1.50×10−12 vs. 4.04×10−13 cm2 s−1)和更短的弛豫时间(3.83 vs. 6.81 s)。添加剂工程所设计的超级电容器可以同时提供28.3 Wh kg−1的高能量密度、18.3 kW kg−1的高功率密度和长期循环稳定性。基于添加剂工程所研制的软包超级电容器能够顺利驱动电动玩具车。而且，此添加剂工程被证实在BMIMBF4、商业化PC+TEABF4有机电解液均表现出良好的效果，具有普适性。

该工作得到了国家自然科学基金和四川省自然科学基金等项目的支持。