试制锂电池电解液
中科院团队突破低温电解液技术 锂离子电容器能量密度提升近9倍
2026年9月9日，中国科学院电工研究所宣布，其研究员马衍伟团队在低温锂离子电容器电解液领域取得关键进展。该团队开发的“溶剂化解蔽电解液”使全碳锂离子电容器在－40℃环境下实现106.8Wh/kg的能量密度，达到传统碳酸酯基电解液体系的8.9倍。
这一成果的核心在于电解液组分的创新设计：以γ－戊内酯（GVL）为主体溶剂，搭配二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）作为功能锂盐，并引入乙酸乙酯（EA）作为溶剂化调节剂。该组合有效削弱了溶剂分子对锂离子的强配位作用，促使阴离子参与局部溶剂化结构，从而降低脱溶剂化能垒和电荷转移阻力，显著提升低温性能与稳定性。
[IMG:1]锂离子电容器兼具电池高能量密度与超级电容器高功率密度的优势，被视为下一代混合储能器件的重要方向。然而，其商业化长期受限于低温性能不足——传统碳酸酯类电解液在零下20℃即出现显著性能衰减。此次中科院团队的突破，为高寒地区电动汽车、轨道交通、航空航天及户外储能系统提供了新的技术路径。
从行业视角看，该技术若实现规模化应用，有望重塑中高端储能市场格局。据彭博新能源财经（BNEF）《2026年全球储能市场展望》报告，低温适应性已成为电网级与移动式储能项目的关键采购指标，预计到2030年，具备－30℃以下运行能力的储能系统市场规模将突破120亿美元。
[IMG:2]不过，产业化仍面临挑战。GVL溶剂虽具备低熔点（－31℃）和良好电化学窗口，但其成本高于常规碳酸乙烯酯（EC）或碳酸二甲酯（DMC）。此外，LiDFOB锂盐的合成工艺复杂，当前量产成本较高。据业内人士透露，目前该电解液体系的原材料成本约为传统体系的2.3倍，短期内难以在消费电子领域普及。
对比国际进展，日本产业技术综合研究所（AIST）2025年曾报道基于砜类溶剂的低温电解液，在－30℃下实现约70Wh/kg的能量密度；美国斯坦福大学团队则聚焦固态电解质调控，但尚未突破－40℃实用门槛。中科院此次成果在极端低温性能上处于全球领先位置，但需在循环寿命、倍率性能及供应链成熟度方面进一步验证。
马衍伟团队表示，下一步将联合国内电容器制造商开展中试验证，目标在2027年底前完成千次循环稳定性测试，并探索与硅碳负极、多孔石墨烯正极等新型电极材料的匹配优化。若进展顺利，该技术有望率先应用于高寒地区电动重卡与极地科考装备。
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