水系锌基超级电容器正引起人们的广泛关注。然而，已报道的大多数长寿命和高功率性能水系锌基超级电容器均具有低锌利用率(<0.6%)和低负载量(<2 mg cm^-2)。此外，许多具有高能密度的电容器通常不考虑锌负极的质量。

近日，复旦大学王永刚教授报道了一种以金属有机骨架衍生多孔炭（MOF-PC）为正极，含三氟甲磺酸锌（Zn-TFMS）的有机N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为电解质的Zn基混合超级电容器。

文章要点

1）电解质中的Zn²⁺-DMF复合物可以促进平稳Zn沉积，从而实现无枝晶的镀Zn/剥离过程，而电解质的非质子性可以避免有害的析氢问题。同时，通过原位衰减全反射-傅立叶变换红外（ATR-FTIR）分析，研究人员揭示了MOF-PC电极的电荷存储主要涉及阴离子和阳离子在大孔中的吸附/交换。

2）实验结果显示，MOF-PC电极具有高电容保持率（大约69％），并且质量负荷从1 mg cm^-2增加到40 mg cm^-2。此外，MOF-PC//Zn超级电容器具有9000个循环（1 A g^-1）的长寿命，正极上的高质量负载（10 mg cm^-2）和Zn利用率高达2.2％，大约是先前所报道的三倍。当质量负载增加到40 mg cm^-2时，超级电容器的能量密度可以达到25.9 W h kg^-1（基于负极和正极的总质量）。此外，得益于DMF的高沸点和低凝固点，这种混合超级电容器可在-65至100 ℃宽温度范围内稳定工作。

参考文献

Xuan Qiu, et al, Towards High Performance Zn-based Hybrid Supercapacitor via Macropores-based Charge Storage in Organic Electrolyte, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202014766

https://doi.org/10.1002/anie.202014766