主要观点总结
本文报道了西安交通大学李磊教授团队和西安科技大学汤成博士通过原位水解四乙氧基硅烷在PVA/LiCl网络设计中新型SiO₂功能化PVA/LiCl水凝胶电解质（PVA-SiO₂/LiCl）。研究发现，SiO₂的引入可以调节PVA-SiO₂/LiCl中的阳离子溶剂化结构，促进离子解离和减少PVA链的凝聚，从而提高离子电导率。该电解质具有宽工作温度范围，并基于该电解质的微型超级电容器展现出高能量密度、优异的倍率性能以及对极端温度的耐受性。这项工作为高性能水凝胶电解质的开发提供了新的设计思路。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
超级电容器是现代电子系统中一种前景广阔的储能技术，而电解质是超级电容器中的关键组件之一。然而，PVA/LiCl水凝胶电解质存在离子电导率有限和宽温度范围适应性差的问题。
关键观点2: 研究创新
通过原位水解四乙氧基硅烷在PVA/LiCl网络中设计新型SiO₂功能化PVA/LiCl水凝胶电解质（PVA-SiO₂/LiCl）。SiO₂的引入能够调节阳离子溶剂化结构，促进离子解离和PVA链的分散，从而提高离子电导率，并扩大水凝胶的工作温度范围。
关键观点3: 研究结果
PVA-SiO₂/LiCl电解质具有优异的理化性能，如均匀分散的SiO₂、提高的离子电导率和宽温性能。基于该新型电解质的微型超级电容器展现出高能量密度、良好的倍率性能以及对极端温度的耐受性。
关键观点4: 研究应用
这种新型电解质在微型超级电容器中具有广泛应用前景，为高性能水凝胶电解质的开发提供了新的设计思路。此外，基于PVA-SiO₂/LiCl的微型超级电容器在极端温度条件下仍具有良好的电化学性能，有望在压力传感等领域具有实际应用。
文章预览
超级电容器具有高功率密度和长循环寿命的特点，是现代电子系统中一种很有前景的储能技术。超级电容器的电荷存储过程是通过电极中电子和电解质离子的传输共同实现的。储能领域致力于推进超级电容器的电极材料发展，包括开发新的电极材料以及改进现有电极材料以提高电子导电性和离子传输能力，从而提升其电化学性能。然而，作为超级电容器中影响电荷存储性能的另一个关键组件——电解质，却较少受到关注。在电解质中，聚乙烯醇/氯化锂（PVA/LiCl）水凝胶是超级电容器中最常用的电解质之一。然而， PVA/LiCl水凝胶电解质由于Li⁺-Cl⁻离子对解离不充分以及PVA链的团聚导致离子通道阻塞，导致其有限的离子电导率。此外，低温下水的冻结和阳离子-阴离子缔合增加以及高温下水的蒸发限制了PVA/LiCl 水凝胶电解质在较宽温度范围内的正常运
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