纤维素-甲基脲水凝胶电解质

万次循环容量保持93%

一种准固态电解质，通过甲基脲调控锌离子溶剂化并引导均匀沉积，使锌混合超级电容器实现无枝晶长寿命。

Yapeng, He · 76726158 · Deng, Yongqi · Long, Zhang · 闫立峰

Energy & Fuels 2026

具体参数

比电容

{'zh': '173', 'en': '173'} F g⁻¹

能量密度

{'zh': '81.2', 'en': '81.2'} Wh kg⁻¹

功率密度

{'zh': '4287', 'en': '4287'} W kg⁻¹

循环后电容保持率

{'zh': '93', 'en': '93'} %

对称电池寿命

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

技术优势

枝晶被抑制

甲基脲改变锌离子溶剂化结构并引导均匀锌沉积，同时亲水性纤维素链网络阻碍了质子传输，减少了析氢反应。

长循环稳定性

多孔水凝胶结构促进了三维锌离子扩散，使对称电池寿命超过1000小时，组装电容器万次循环后电容保持率仍达93%。

高比电容

使用该电解质的锌离子混合超级电容器在0.5 A g⁻¹下比电容达到173 F g⁻¹。

应用场景

• 锌离子超级电容器：提供无枝晶、长寿命的准固态电解质，取代传统液态电解液。
• 柔性储能器件：水凝胶电解质本征柔性，可直接集成到柔性器件中。
• 可穿戴电子：柔性安全准固态设计，适合贴身穿戴的储能单元。
• 准固态电解质：通过甲基脲调控锌离子溶剂化，实现准固态高离子传导。
• 水凝胶电解质：纤维素水凝胶网络抑制析氢并促进均匀锌沉积。