混合锂离子储能装置具有广阔的应用前景，但其阳极和阴极仍存在结构缺陷，如不能适应丰富的阳离子/阴离子反应、快速的电荷运动和较长的循环寿命等。

有鉴于此，韩国科学技术院Jeung Ku Kang报道了大容量/高倍率阳极和阴极结构来克服这些挑战。

文章要点

1）为了形成用于快速锂离子传输的介孔通道、用于方便电子传导的碳rGO通道和用于高容量的超细MoO₂单元，研究人员以MoO₂注入的碳骨架与还原的氧化石墨烯(rGO)壳层形成导电碳键作为阳极结构。

2）Operando X射线衍射和动力学分析表明，锂离子的插入和提取是通过电容和扩散控制的反应进行。另外，通过原位聚合，聚苯胺(PANI)链在rGO片材上被拉长，形成交联型聚苯胺链整合型rGO作为阴极结构。由于结构的多孔性，这些材料可快速转移阴离子，N掺杂位点可实现高容量，PANI和rGO之间的π–π键可实现电子传导和循环稳定性。

3）由该阳极和阴极构成的混合电容器可利用电池类型和赝电容反应，如其极高的能量密度（高达242 Wh kg^-1），超快可充电功率密度（高达28750 W kg^-1）和超过10000次循环的长寿命稳定性。

Il Woo Ock, et al, Metal–Organic Framework-Derived Anode and Polyaniline Chain Networked Cathode with Mesoporous and Conductive Pathways for High Energy Density, Ultrafast Rechargeable, and Long-Life Hybrid Capacitors, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001851

https://doi.org/10.1002/aenm.202001851