赵攀，杨兵军,＊，陈江涛，郎俊伟，张天芸,3，阎兴斌,＊

1中国科学院兰州化学物理研究所，固体润滑国家重点实验室，清洁能源化学与材料实验室，兰州 730000

2中国科学院大学，材料与光电研究中心，北京 100080

3兰州理工大学机电工程学院，兰州 730050

1 引言

随着全球经济和工业技术的快速发展，人们对于高能量密度、高功率密度以及长循环寿命的高性能能源器件的需求也愈发强烈。传统的锂离子电池具有较高的能量密度，从而实现了商业化1-4，但低功率密度和较差的循环寿命限制了其进一步应用。相比之下，由于表面快速的离子吸脱附储能机理，超级电容器具有高功率密度(～10 kW·kg-1)、长循环寿命(可达10万次以上)等特性，但是其能量密度(5-10 Wh·kg-1)远低于锂离子电池5-7。因此，有必要结合电池和超级电容器的优点，发展同时具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命的储能器件。

近年来，提出了一种新型的储能器件—混合电容器，它将电池型阳极与电容型阴极材料结合在一起，从而实现了器件的高能量密度和高功率密度。其中，锂离子混合电容器(LIHC)作为一种典型的混合电容器已经被广泛研究并取得了重大进展8-10。但锂资源的有限储量和高昂成本，促使研究人员寻找基于Na+11,12、K+13,14、Zn2+15、Ca2+16等替代能源储存系统。钙离子电容器受限于负极材料动力学不足的缺点，性能方面并不理想。钠和钾由于化学性质与锂相似，且储量丰富、价格低廉，已经得到了极大的研究17-19。然而，由于钠、钾离子高的化学活性，其负极材料一般需要进行离子预嵌，且只能用于有机电解质中，这会带来安全问题并造成环境污染。……