中国科学院电工所突破锂离子电容器低温瓶颈：“溶剂化解蔽”策略解锁极寒高效储能

面对极地科考、高寒地区电网调频及特种装备对宽温区高功率储能设备的迫切需求，锂离子电容器（LIC）一直被寄予厚望。然而，传统电解液在低温下存在离子电导率骤降、锂离子脱溶剂化动力学缓慢等难题，严重制约了其极寒性能。近日，中国科学院电工研究所马衍伟研究员团队提出一种全新的“溶剂化解蔽电解液”设计策略，为突破锂离子电容器的低温功率瓶颈开辟了新途径。

突破传统“包围圈”：构建弱束缚、阴离子参与的溶剂化新环境
在常规碳酸酯类电解液中，强极性溶剂分子会紧密包裹锂离子（Li+），形成坚固的“溶剂化鞘层”。当环境温度骤降时，锂离子难以脱去这层“外衣”嵌入电极，导致界面阻抗剧增、充放电功率急剧衰减。

为打破这一局限，马衍伟团队巧妙引入了三元协同调控机制：

γ-戊内酯（GVL）作为主体溶剂：凭借其低熔点（-31°C）与适度的配位能力，确保电解液在极低温下依然保持优异的流动性与高离子电导率。

乙酸乙酯（EA）作为溶剂化调节组分：利用EA的弱配位特性，削弱溶剂分子对 Li+的结合能，实现“溶剂化解蔽”，大幅降低锂离子在电极界面的脱溶剂化能垒。

二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）作为功能锂盐：促进阴离子（DFOB-）主动参与第一溶剂化壳层的构建，诱导形成富含 LiF 和 B-O组分的低阻抗固态电解质界面膜（SEI/CEI），保障快速的界面电荷转移。

[强溶剂化鞘层 (传统电解液)] ──低温下极难脱溶剂──> 高界面阻抗、功率剧降 [溶剂化解蔽环境 (GVL+EA+LiDFOB)] ──弱束缚/阴离子参与──> 低阻抗快速脱溶剂、高效低温输出

应用前景：助力极端环境下的高功率储能
测试与分析表明，该“溶剂化解蔽”电解液不仅显著提升了锂离子电容器在极寒条件下的倍率性能与功率密度，还大幅改善了长循环稳定性。

这一创新成果为设计宽温区、高功率锂电池和电容器电解液体系提供了重要理论支撑与工程指导。未来，基于该策略开发的储能器件有望在高纬度/高海拔地区电网调频、轨道交通低温启动、极地科学考察装备以及航天特种电源等领域实现广泛应用。

平台声明：该文观点仅代表作者本人，零碳未来网 系信息发布平台，我们仅提供信息存储空间服务。