蚕茧离子凝胶

宽温域高离子电导

一种由天然蚕茧经离子液体处理得到的凝胶电解质，可在-20至50°C宽温域内稳定工作，克服了传统水凝胶易失水、易冻结和电压窗口窄的问题。

Jianyu, Pu · 王姝 · Yi, Yang · Yuantao, Zhang · Changjie, Wei · Jiangling, Ning · Songqi, Yao · Yanfang, Zhai · Xiang, Chenxing · 宁慧铭 · 龚兴龙 · 胡宁 · Fangyin, Dai · Tonghua, Zhang

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

离子电导率（−20 °C）

2.87 mS cm⁻¹

离子电导率（50 °C）

3.70 mS cm⁻¹

电化学稳定窗口

1.8 V

比电容

1237.8 mF cm⁻²

能量密度

557.0 μWh cm⁻²

电容保持率（50 °C）

83.9 %

电容保持率（−20 °C）

90.9 %

循环稳定性

95.2 %

技术优势

宽温域不失效

离子凝胶在−20 °C和50 °C下分别保持2.87和3.70 mS cm⁻¹的高离子电导率，避免了水凝胶在低温下的冻结和高温下的脱水问题。

电压窗口更宽

电化学稳定窗口在−20至50 °C范围内达到0–1.8 V，超过传统水凝胶电解质约1.23 V的限制。

热循环稳定

在−20 °C和50 °C之间反复温度循环后仍能保持稳定运行，展现出优异的抗热震能力。

应用场景

• 固态超级电容器：提供宽温域、高离子电导的凝胶电解质，组装无需液体电解质的固态超级电容器。
• 柔性储能器件：基于天然蚕茧的柔性基底，可用于制备弯曲、可编织的柔性储能器件。
• 可穿戴设备：优异的抗热震性和柔性使超级电容器可集成于可穿戴设备，适应体温和环境温度变化。
• 极端环境储能：在−20至50 °C的极端温度下保持高离子电导和稳定容量，适用于极端环境储能。