霍桐, 刘盼, 陈浩, 张鹏, 陈振磊, 孙国富, 时志强, 王静

电化学（中英文） 2026, 32 (9): 2604271-. DOI:10.61558/2993-074X.3621

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超级电容器虽然具有高功率密度和长循环寿命等优点，但其低工作电压和低能量密度的缺点，极大限制了其在规模储能等领域中的应用。本文合成了一种新型电解质盐四甲基铵双氟磺酰亚胺盐（TMA-FSI），其在碳酸丙烯酯作溶剂的电解液中，表现出较宽的极化电位窗口。通过核磁共振谱、拉曼光谱表征和分子动力学模拟计算，发现TMA⁺尺寸小的性质使其拥有与溶剂分子更高的结合能，强溶剂化作用使TMA⁺能够吸引更多的碳酸丙烯酯分子形成溶剂化壳层，抑制碳酸丙烯酯分子在负极侧分解，从而拓宽电解液在负极侧的电化学稳定性窗口和耐压能力。在使用TMF电解质在3.0 V下电流密度为2 A·g^-1进行10000次循环后电容器的容量保持率仍有96.66%，验证了强溶剂化体系的高效动力学特性。

Figure 1. Mechanism design of solvation and physicochemical characterizations of electrolytes. (a) Proposed mechanism diagram of the high-voltage solvation structure. (b) ¹H NMR spectra and (c) ¹⁹F NMR spectra of the electrolytes. (d) Thermogravimetric curve of TMA-FSI electrolyte. (e) Physical appearance of TMA-FSI and TMF. (f) Viscosity and conductivity of the electrolyte. (g) ESW of the electrolyte, obtained from LSV tests at a scan rate of 5 mV·s^-1, with the working electrode: glassy carbon electrode, the reference electrode: Ag/Ag⁺ electrode, and the counter electrode: platinum mesh.