水钝化有机水凝胶电解液

−40 °C 仍 3.0 V

通过水钝化机制将水系超级电容器的工作电压提升至3.0 V，同时在低温下保持高能量密度和稳定性。

Hongji, Wang · Huang, Jin · Lei, Wenwei · 高发明 · 刘明杰

Advanced Science 2025

具体参数

输出电压

{'zh': '3.0', 'en': '3.0'} V

能量密度（-40 °C）

{'zh': '23.16', 'en': '23.16'} µWh cm⁻²

容量保持率（25 °C）

{'zh': '80.5', 'en': '80.5'} %

容量保持率（-40 °C）

{'zh': '97.0', 'en': '97.0'} %

技术优势

低温性能不降反升

该电解液在 -40 °C 下的能量密度（23.16 µWh cm⁻²）甚至超过 25 °C 下的水平，打破了常规低温下性能衰减的预期。

高电压稳定循环

在 3.0 V 高电压输出下，-40 °C 循环 50 000 次后容量保持率仍达 97.0%，远超常规水系电解液。

输出电压连续可调

通过电解液设计，超级电容器的输出电压可在 2.5 至 3.0 V 之间切换，为不同应用场景提供灵活性。

应用场景

• 柔性超级电容器：用于柔性基底，可弯曲而不损失高电压输出性能。
• 可穿戴储能器件：为可穿戴设备提供稳定高电压电源，适应人体温度变化。
• 低温储能系统：在 -40 °C 下仍保持高能量密度和长循环寿命，适合极寒环境。
• 高压水系储能：将水系储能器件的电压提升至 3.0 V，突破常规水系 1.23 V 分解限制。