超级电容器（SCs）因其快速的充放电能力和长循环寿命而成为有前景的储能装置[1,2]。具有高比表面积和可调孔结构的纳米多孔材料是快速能量存储和释放的理想电极材料[[3], [4], [5], [6], [7]]。在这些结构特性中，孔径大小被认为是通过调节离子传输来提高SCs电化学性能的主要因素[[8], [9], [10], [11], [12]]。
微孔材料因其高比表面积和出色的电荷存储能力而被广泛用于SCs[13,14]。然而，微孔内的强限制导致内部电阻高和热量产生，从而限制了它们在高功率需求领域的应用[[15], [16], [17], [18], [19]]。Forse等人利用脉冲场梯度NMR证明，微孔中的离子扩散速度比体相电解质慢两个数量级[20]，这突显了微孔的固有传输限制。为了缓解这些限制，人们在微孔结构中引入了介孔以加速离子传输[[21], [22], [23], [24]]，但这样做会导致电容降低，因为表面积损失和材料利用率降低。这种离子传输效率与电荷存储容量之间的权衡突显了理解介孔内离子传输机制的必要性，这对于高性能储能装置的合理设计至关重要[25]。
与微孔中受限的离子传输[26,27]不同，介孔的孔径大于溶剂化离子，从而提高了电解质的润湿性。这一结构特性被广泛认为是其在快速充放电条件下具有更好倍率性能的关键因素[[28], [29], [30], [31]]。因此，目前的大多数研究主要集中在优化宏观参数，如电容、倍率性能和循环稳定性[[32], [33], [34]]，而对孔内离子迁移行为的了解有限。最近的研究开始探讨介孔结构如何影响离子传输和电荷存储行为[[35], [36], [37]]。研究发现，石墨化介微孔的开放孔结构显著降低了离子传输阻力，从而实现了卓越的功率性能[[38], [39], [40], [41], [42]]。然而，目前对介孔离子传输的理解仍然主要局限于较大孔径可以减轻离子限制、从而加速离子传输的观点。对于介孔内离子传输机制和充电动态的更深入理解仍然缺乏。
在此，我们使用3.5纳米的孔径和有序的CMK-3材料来代表介孔，而选择1.0纳米的YP50F材料进行对比，以阐明孔径大小对充电动态机制的影响。通过将恒电位分子动力学（CPM-MD）模拟与电化学测量相结合，我们系统地研究了1 M Na2SO4电解质在充放电过程中的微观响应。与传统观点相反，即介孔的快速充电和优异的倍率性能仅归因于其较大的孔径减轻了离子限制，我们基于MD模拟提出了一个新的机制。具体来说，快速离子传输主要由孔中心的扩散层控制，而电荷存储主要发生在孔壁附近的Stern层。这种离子传输与电荷存储的空间分离，被称为“任务共享机制”，对于在快速充电条件下的优异动态响应至关重要。
