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超级电容器是一种新型储能器件，在电动汽车功率平衡和能量回收等方面具有巨大的应用价值。而研究孔隙内电解质的微观结构，并用于宏观性能的提升，将是器件设计优化的重要方式。室温离子液体具有电压窗口宽、蒸气压低和化学性质稳定等特点，用于超级电容器时有利于提高其能量密度、增强安全性能。本文利用分子动力学模拟，研究了云母纳米孔隙内离子液体的微观结构和加入溶剂对于结构的影响，主要内容如下：
(1)为了研究离子液体在纳米孔隙内的结构形式，本文对离子液体1-癸基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)胺盐([C10mim][TFSA])在不同间距和不同表面电荷的孔隙内的微观结构进行了表征。研究表明，[C10mim][TFSA]在纳米孔隙内呈现双层结构，每组双层结构中，阳离子的咪唑环主要分布在外侧，碳链在内侧呈现倾斜分布。研究展示了纳米微孔内离子液体的微观结构随孔隙条件的变化，为通过调整离子液体结构实现器件工作性能的提升奠定了理论基础。
(2)在[C10mim][TFSA]微观结构研究的基础上，本文也探究了带有两个正电荷中心的双阳离子液体1-癸基-3-二甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)胺盐([C10(mim)2](TFSA)2)在孔隙内的微观结构。结果显示，[C10(mim)2](TFSA)2在第一吸附层以外区域时的密度和朝向分布都相对均匀，整体不再呈现双层结构。研究显示了离子液体种类对微观结构存在较大影响。
(3)在离子液体结构沿垂直于表面方向的变化外，本文也考察了离子液体在平行于云母表面的二维平面内结构。结果表明，随着钾离子吸附的增加，离子液体的平面内结构逐渐有序，且主要与钾离子和云母表面结构有关。研究揭示了带电表面的结构与离子液体平面内有序性的关系，为电极材料的筛选提供了理论依据。
(4)针对离子液体黏性较大的问题，本文研究了加入不同比例的二甲基亚砜(DMSO)溶剂后混合溶液的结构变化，加入DMSO基本没有改变离子液体的双层结构。离子液体溶液中各组分的扩散系数均随着溶剂摩尔分数的增多而出现较大的上升，表明加入溶剂是改善离子液体动态性能的有效方法。
(1)为了研究离子液体在纳米孔隙内的结构形式，本文对离子液体1-癸基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)胺盐([C10mim][TFSA])在不同间距和不同表面电荷的孔隙内的微观结构进行了表征。研究表明，[C10mim][TFSA]在纳米孔隙内呈现双层结构，每组双层结构中，阳离子的咪唑环主要分布在外侧，碳链在内侧呈现倾斜分布。研究展示了纳米微孔内离子液体的微观结构随孔隙条件的变化，为通过调整离子液体结构实现器件工作性能的提升奠定了理论基础。
(2)在[C10mim][TFSA]微观结构研究的基础上，本文也探究了带有两个正电荷中心的双阳离子液体1-癸基-3-二甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)胺盐([C10(mim)2](TFSA)2)在孔隙内的微观结构。结果显示，[C10(mim)2](TFSA)2在第一吸附层以外区域时的密度和朝向分布都相对均匀，整体不再呈现双层结构。研究显示了离子液体种类对微观结构存在较大影响。
(3)在离子液体结构沿垂直于表面方向的变化外，本文也考察了离子液体在平行于云母表面的二维平面内结构。结果表明，随着钾离子吸附的增加，离子液体的平面内结构逐渐有序，且主要与钾离子和云母表面结构有关。研究揭示了带电表面的结构与离子液体平面内有序性的关系，为电极材料的筛选提供了理论依据。
(4)针对离子液体黏性较大的问题，本文研究了加入不同比例的二甲基亚砜(DMSO)溶剂后混合溶液的结构变化，加入DMSO基本没有改变离子液体的双层结构。离子液体溶液中各组分的扩散系数均随着溶剂摩尔分数的增多而出现较大的上升，表明加入溶剂是改善离子液体动态性能的有效方法。