新型钠离子电容器研究取得重大突破，破解高功率储能 “卡脖子” 难题
在全球能源结构加速调整、数字经济持续发展的大趋势下，电网规模化储能、人工智能算力中心等高功率应用场景，对储能系统提出了更高标准，不仅需要超高能量密度、极速充放电性能，还需兼顾超长循环寿命与经济成本。目前商用超级电容器因能量密度不足，难以匹配上述场景的实际应用需求。
近期，厦门大学材料学院彭栋梁、魏湫龙研究团队在国际知名学术期刊发表重要研究成果，通过创新储能机理，突破了传统双电层电容储能的关键技术限制，为高功率储能技术发展提供了全新路径。
研究指出，商用超级电容器能量密度偏低，主要受两大核心问题制约：一是传统双电层电容仅依靠电极表面吸附储能，电荷存储容量存在天然上限；二是为防止电解液分解、避免电极界面失效，器件工作电压范围被严格限制，进一步压缩了能量存储空间。
针对行业长期存在的技术痛点，该团队另辟蹊径，从电解液与电极的界面作用机制出发，实现了技术创新。团队发现在钠基醚类电解液体系中，多孔碳负极在低电压下形成的稳定界面层，可实现溶剂化钠离子与纳米孔道的高效匹配，保障离子顺利进入孔道完成双电层吸附储能。
随着工作电压拓宽，溶剂化钠离子会发生电化学驱动溶剂化结构部分脱溶过程，平均溶剂化数量显著降低，使离子更贴近电极表面，大幅提升双电层电容的电荷存储能力，实现比电容与工作电压窗口同步提升。
基于该全新机理，团队开发的多孔碳负极展现出优异性能，比容量远超商业化超级电容器电极材料，同时保留了超级电容器充放电快、循环稳定的固有优势。以此为核心，研究人员组装出柔性包装钠离子混合电容器，能量密度较现有商用超级电容器提升数倍，具备超快充电与超长循环寿命，且相较于同类器件，制备流程更简便、生产成本更低，适配各类高功率储能场景。
该研究由厦门大学联合中国科学院大连化学物理研究所等单位共同完成，得到国家及省部级自然科学基金等项目资助，是我国在先进储能材料与器件领域的又一标志性成果，彰显了国内高校与科研机构协同创新的强劲实力。
从应用价值来看，此项成果不仅攻克了双电层电容储能的核心瓶颈，还推动钠离子电容器向规模化、实用化方向迈进。钠资源储量丰富、分布广泛，结合本次创新储能机理，相关技术在成本与性能上具备双重优势，可有效满足 AI 算力中心、电网储能等场景对高功率、长寿命、低成本的综合需求，为能源转型与数字产业发展提供关键技术支撑。
