超级电容器较低的能量密度，主要受制于两个因素：一是双电层存储容量低，二是为避免形成固体电解质界面（SEI）膜，其工作电压窗口较窄。例如多孔碳负极在低电位下，碳酸酯电解液会发生大量分解，在多孔碳表面形成具有筛分作用的厚SEI膜，破坏了溶剂化离子在纳米孔中的双电层吸附。

基于此，研究团队发现在钠基醚类电解液中即使扩展Δφ至−2.95 V vs. V_PZC（零电荷电势，V_PZC ≈ 3 V vs. Na⁺/Na），其所形成的SEI膜允许溶剂化的钠离子进入纳米孔，能够实现高效的孔内限域双电层电荷存储。与传统碳材料的孔径和无序度调控不同，通过扩大Δφ能够实现电化学驱动的部分脱溶剂化，这使得平均溶剂化数从2.1降至0.6，减少了溶剂化钠离子与碳材料之间的电荷中心距离(d)，进而显著提高了双电层存储的比电容与比容量。得益于比电容与工作电压Δφ的同时提升，多孔碳负极获得了508 C g⁻¹的超高比容量，大幅突破了基于双电层电容机理的电荷存储比容量，且兼顾超级电容器的高倍率能力和长期循环稳定性等特性。基于此新机理，重新设计并组装了多孔碳||磷酸钒钠的混合钠离子电容器软包电芯，具有40 Wh kg⁻¹的能量密度（基于电芯质量），在51C的超高充放电速率下稳定循环30,000圈。相比于商业化锂离子电容器，该钠离子电容器电芯无需任何预钠化处理，大幅简化了制备工艺，降低制备成本，在功率型储能领域具有广阔的应用前景。

以上研究工作在我室魏湫龙副教授、彭栋梁教授和大连化物所钟贵明副研究员的指导下完成，博士生范思成、博士生燕泽锐和硕士生王彬豪为共同第一作者。该论文得到了国家自然科学基金（22179113、22479123、22272175和52431009）、福建省自然科学基金（2025J010006）以及表界面化学全国重点实验室、大连化学物理研究所、辽宁滨海实验室的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-66433-0