近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员吴忠帅、副研究员周锋团队与中国科学院院士、中国科学院深圳进步前辈技能研究院研究员成会明团队互助，于低温电化学储能研究方面取患上新进展。团队提出了一种温度不敏感的“强—弱配位溶剂化”电解液设计计谋，并将其与富介孔碳电极质料设计计谋相联合，开发出了合用在超低温（?80°C）的双电层电容器。相干结果发表于《能源与情况科学》。
跟着电化学储能装备的广泛运用，极度前提下的电化学机能阑珊以致掉效等问题亟待解决。相较在锂离子电池于低温下面对的迟缓离子传输动力学和枝晶生长致使的寿命衰减等问题，双电层电容器基在离子物理吸附/脱附的储能机理，有望降服电化学储能器件的低温运用瓶颈。然而，其机能受限在电解液凝集点高、离子电导率低、电化学不变性差，以和电极质料内离子传输受限等挑战。
本事情中，团队选用乙腈作为强配位溶剂，以减弱离子液体中阴阳离子间的彼此作用，提高系统的离子电导率。同时，团队选器具有超低凝集点与高电化学不变性的弱配位稀释剂——1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚作为“外部屏蔽层”，以降低系统凝集点，从而实现了电解液于耐高压、高离子电导率与超低凝集点方面的兼容。于电极质料方面，团队设计了富含介孔的活性炭，以促成离子于低温下的快速传输，进而减轻因孔道传输受限所致使的电容丧失。基在此，团队构建的双电层电容器于?80 °C与4.5 V电压下实现了104.5 Wh kg-1的能量密度，10000次轮回后容量连结率为89.5%。此外，300 F软包双电层电容器于25 °C至?80 °C规模内可不变运行，进一步验证了实在际运用潜力。
该事情不仅验证了一种可行的电解液—电极协同设计计谋，也为极度低温下电化学储能器件的运用提供了参考。
相干论文信息：https://doi.org/10.1039/D5EE06850A
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