全纤维素高浓度盐凝胶电解质

高温不塌缩

用棉纤维素与甲基纤维素构建疏水交联网络，在高温下同时维持机械完整性与离子传导，让锌离子混合超级电容器能在120 °C下工作。

Ge, Xiang · 姚建峰

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

120 °C比容量

{'zh': '250.3', 'en': '250.3'} mAh g-1

60 °C循环容量保持率

{'zh': '85.4', 'en': '85.4'} %

技术优势

耐热不塌缩

甲基纤维素随温度升高发生疏水相互作用，与棉纤维素共同维持聚合物-盐均相，使凝胶在60 °C以上仍保持机械与导电稳定性。

120 °C仍可用

基于该凝胶的锌离子混合超级电容器在120 °C下仍能输出250.3 mAh g⁻¹的比容量，证明电解质在极端高温下未失效。

循环万次不掉链

60 °C下循环10 000次后容量保持85.4%，说明凝胶在长期热老化下仍能稳定支撑电极反应。

全生物质原料

选用棉纤维素和甲基纤维素两种天然多糖构建凝胶网络，避免合成聚合物，减少环境负担。

应用场景

• 锌离子混合超级电容器：耐热凝胶让锌离子混合超级电容器突破温度上限，用于高温场景储能。
• 高温储能器件：该凝胶作为电解质直接支撑器件在120 °C下输出高比容量，无需额外冷却。
• 耐热水凝胶：疏水缔合网络抑制高温失水，使水凝胶在60 °C以上维持力学与导电性能。