微孔碳低温超级电容器

−100°C 仍可工作

通过三元电解质设计削弱离子对作用，使商用微孔活性炭在极低温下维持高效电荷存储。

Lai, Linfei · 李杰伟 · Sudais, Ahmed · Xiaoyi, Cai · Chen, Jiankang · Mallick, K. · Weilan, Liu · 张利莉

Journal of Power Sources 2026

具体参数

离子电导率

{'zh': '13.1', 'en': '13.1'} mS cm⁻¹

离子电导率

{'zh': '0.48', 'en': '0.48'} mS cm⁻¹

电容保持率

{'zh': '68.6', 'en': '68.6'} %

能量密度

{'zh': '23.95', 'en': '23.95'} Wh kg⁻¹

技术优势

−100°C 仍能工作

三元电解液在−100°C 仍为液态且电导率达 0.48 mS cm⁻¹，使超级电容器在−100°C 下保持 68.6% 室温电容。

无需更换电极

该电解液可直接配合低成本微孔活性炭使用，无需专门定制电极材料。

能量密度可用

在−100°C 下仍可达到 23.95 Wh kg⁻¹ 的能量密度，与室温值相当。

机制明确

低温拉曼光谱揭示溶剂与阳离子形成竞争性氢键削弱了离子对结合，降低去溶剂化能垒。

应用场景

• 低温储能：为极地观测站、深空探测器就地储存能量，替代加热保温的锂电体系。
• 锂离子电池替代：在低温下替代锂电提供脉冲功率，无需预加热。
• 航天器电源：直接利用商用电极在−100 °C 下可靠储能，简化工况维持系统。
• 高超声速飞行器：在高速飞行器表面极端低温下提供毫秒级脉冲电涌。