据中国科学院消息，中国科研团队成功开发出一种可在零下80摄氏度极端低温下高效运行的双电层电容器，其能量密度与循环稳定性取得重要进展。该研究由中国科学院大连化学物理研究所与深圳先进技术研究院的合作团队共同完成，成果已发表于国际期刊《能源与环境科学》。
随着电化学储能在极端环境下的应用需求日益增长，解决低温性能衰退问题成为关键。双电层电容器基于离子物理吸附储能，但传统器件面临电解液易凝固、离子传导慢及电极材料离子传输受限等挑战。
研究团队通过创新的“强-弱配位溶剂化”电解液设计与富介孔碳电极材料相结合的策略，攻克了上述难题。具体内容包括：
1. 在电解液方面，选用乙腈作为强配位溶剂来削弱离子间作用力，提升离子电导率；同时采用超低凝固点的弱配位稀释剂作为“外部屏蔽层”，显著降低凝固点，使电解液兼具耐高压、高导离子与抗凝固特性。
2. 在电极材料方面，设计富含介孔的活性炭结构，促进离子在低温下的快速传输，减少因孔道阻塞导致的电容损失。
测试结果表明，在零下80摄氏度、4.5伏电压条件下，该双电层电容器实现了104.5瓦时每千克的能量密度，经历1万次循环后容量保持率高达89.5%。此外，研制的300法拉软包器件在零下80摄氏度至25摄氏度的宽温区内均能稳定工作。
该研究不仅验证了电解液与电极协同设计的有效性，也为极端低温条件下的电化学储能技术应用提供了切实可行的解决方案。
原文：【中国科学报】适用于超低温的双电层电容器问世（来源：中国科学院）
