中国科学院大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、中国科学院深圳先进技术研究院研究员成会明团队合作，提出了一种温度不敏感的“强-弱配位溶剂化”电解液设计策略，并与富介孔碳电极材料设计策略相结合，开发出适用于超低温（-80℃）的双电层电容器。近日，相关成果发表于《能源与环境科学》。

随着电化学储能设备的广泛应用，极端条件下的电化学性能衰退乃至失效等问题亟待解决。双电层电容器基于离子物理吸附/脱附的储能机理，有望突破电化学储能器件的低温应用瓶颈。然而，其性能面临电解液凝固点高、离子电导率低、电化学稳定性差，以及电极材料内离子传输受限等挑战。

研究团队选用乙腈作为强配位溶剂，以削弱离子液体中阴阳离子间的相互作用，提高体系的离子电导率；选用具有超低凝固点与高电化学稳定性的弱配位稀释剂作为“外部屏蔽层”，以降低体系凝固点，从而实现电解液在耐高压、高离子电导率与超低凝固点方面的兼容。在电极材料方面，团队设计了富含介孔的活性炭，以促进离子在低温下的快速传输，进而减少因孔道传输受限导致的电容损失。

在-80℃与4.5V电压条件下，团队构建的双电层电容器实现了104.5Wh·kg^-1的能量密度，1万次循环后容量保持率为89.5%。此外，300F软包双电层电容器在-80℃至25℃范围内可稳定运行。

该研究不仅验证了一种可行的电解液-电极协同设计策略，也为极端低温下电化学储能器件的应用提供了参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1039/D5EE06850A

（原载于《中国科学报》 2026-04-21 01版）