近日，王鍵吉教授和卓克壘教授受邀在國(guó)際化學(xué)頂尖期刊Journal of the American Chemical Society（《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》）發(fā)表了題為“The Mass-Balancing between Positive and Negative Electrodes for Optimizing Energy Density of Supercapacitors”的Perspective文章。王鍵吉、卓克壘為通訊作者，碩士研究生荊梁琪為本文的第一作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和“111”計(jì)劃的資助。
文章指出，超級(jí)電容器是一種重要的儲(chǔ)能裝置。通過(guò)調(diào)節(jié)超級(jí)電容器的正、負(fù)電極（活性材料）的質(zhì)量比達(dá)到質(zhì)量平衡（質(zhì)量匹配），能有效提高不對(duì)稱超級(jí)電容器的能量密度，但目前關(guān)于質(zhì)量匹配未做系統(tǒng)研究并存在許多誤解和誤用。針對(duì)此，本文給出了超級(jí)電容器質(zhì)量匹配的明確定義，推導(dǎo)了質(zhì)量匹配的相關(guān)公式，分析了不同情況下質(zhì)量匹配對(duì)電化學(xué)性能的影響規(guī)律，提出了實(shí)施質(zhì)量匹配的十條指導(dǎo)準(zhǔn)則。特別是，針對(duì)離子液體電解質(zhì)體系中的質(zhì)量匹配進(jìn)行了系統(tǒng)深入的討論，并對(duì)贗電容材料、混合器件、具有不同開路電位的正負(fù)極等情況的質(zhì)量匹配問(wèn)題，提出了新觀點(diǎn)和新策略。這些分析和指南有助于理解和實(shí)現(xiàn)質(zhì)量平衡，為開發(fā)高性能超級(jí)電容器提供遵循。
《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（簡(jiǎn)稱JACS）作為美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的旗艦刊物，是化學(xué)及其交叉學(xué)科領(lǐng)域的國(guó)際著名頂尖級(jí)期刊之一。其中，Perspective文章是由主編邀請(qǐng)撰寫，旨在激勵(lì)和幫助指導(dǎo)未來(lái)的研究工作。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c00486