电荷转移反应或氧化还原反应的电解质，红宝石电解电容氧化还原活性液体电解质

红宝石电解电容氧化还原活性液体电解质是指没有任何额外的氧化还原添加剂就可以直接涉及电荷转移反应或氧化还原反应的电解质，它们可以同时作为电解质和氧化还原介质，一个简单的氧化还原活性电解质电荷存储机制，在这种情况下，离子从电解质中吸附到电极表面，这些吸附离子直接参与电极/电解质界面的氧化还原反应，这些电化学氧化还原反应是可逆的，作为电荷存储的电解质，也可以作为氧化还原介质，因为Fe（CN[插图]参与氧化还原反应转化为Fe，这类电解质的优点在于它们是经济和安全的，且这些电解质可直接用作电解质和氧化还原活性物质，不需要添加任何额外的氧化还原添加剂，图5-2　氧化还原活性电解质的电化学氧化还原过程使用KI作为氧化还原电解液应用于电容器中，在1mV·s-1扫描速率下，KI作为电容器的电解质所获得的最大电容值为261F·g-1，比硫酸的数值大（160F·g-1），随后，该研究小组研究了各种金属碘化物溶液作为电解液的性能，如LiI、NaI、RbI、KI和CsI，其中KI和CsI显示出最大比电容（约234F·g-1），NaI、RbI和LiI的比电容分别为203F·g-1、220F·g-1和178F·g-1，K4Fe（CN）6也可用作电化学电容器的氧化还原活性电解质，在整个充/放电过程中，同时存在两种反应：Fe（CN[插图]的吸附/脱附以及Fe（CN[插图]的氧化还原反应，这两个反应发生在正极上，在电压为1.2V时，得到的最大比容量为272F·g-1，大多数情况下，I-和Fe会在正极上发生氧化还原反应，所以最大比电容可能来自于正电极而不是负电极，引入了一种新的方法，通过在同一电容器（一个用于正极和另一个用于负极）上使用两种不同的氧化还原活性电解质（KI和VOSO4）来平衡负极和正极两个相等的电容，以提高电容器的性能，这两种电解质被隔膜分开，通常，对于这种类型的能量存储系统，隔膜用于规避电解质的混合并通过运输阴离子或阳离子的非反应性物质来完成电流回路，本研究中使用的隔膜是质子（阳离子）交换膜，这个新的系统在0.5A·g-1时显示出较好的比电容（700F·g-1）和能量密（20W·h·kg-1），近年来，电容器被大量的应用，但与电池相比，其能量密度较低是一个长期存在的问题，在过去的几十年里，为了解决这个问题，人们做了许多努力，主要是寻找新的电极材料和更合适的电解液，氧化还原添加剂或氧化还原活性离子可以通过在电极/电解质界面处发生的氧化还原反应，改变电解液的离子导电性和电容器的比电容等性质，这些电容器的比电容和能量密度几乎接近混合电容器的值，其能量密度值也与一些电池相当，与研发电极材料相比，电解液的改性研究更简单且经济实用，尽管文献中已经提出许多通过使用氧化还原添加剂/活性电解质来改善电容器性能的方法，但还没有明确的研究表明电解液的最优化条件，在未来的工作中，对于电解液的基本理论和商业化应用，还需要更多的研究，在这方面会有许多研究的机会，但也要注意以下几点，① 电极材料种类众多，但只有少数的材料适用于氧化还原活性电解质研究，② 氧化还原添加剂主要用于水性电解质中，红宝石电解电容有机电解质中做过测试，③ 这些类型的电解质仅在对称电容器中进行过研究，还未开始用于不对称电容器中，④ 有许多可用的氧化还原活性材料或化合物，但它们尚未用作电容器中电解质的氧化还原添加剂，如果以上这些问题在将来都可以得到解决，必将会进一步加快氧化还原添加剂/活性电解质在电容器中的应用，因此，我们希望这一研究领域将在不久的将来快速发展，使电容器的性能得到进一步提升。