中国成功研制石墨烯超强电池 可用于电动车充电只需7秒

时间:2015-12-21 09:50来源:光粒网作者:yeyan 点击:
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摘要:中科院上海硅酸盐所科学家成功研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。相关研究成果已于18日发表在期刊《科学》上。

关键字:石墨烯,石墨烯材料,石墨烯电池

  18日,世界顶级学术期刊《科学》发表了中科院上海硅酸盐研究所研制出一种新型石墨烯材料的重要研究成果。权威专家表示,因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势,在快速充放方面又远远优于锂电池,它的研制成功对推动我国超级电容器的行业发展,提升行业竞争优势,具有重要的意义。

 

  该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。

 

中国成功研制石墨烯超强电池 可用于电动车充电只需7秒
 

  中科院上海硅酸盐所科学家成功研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。相关研究成果已于18日发表在期刊《科学》上。

 

  超级电容器,是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点,现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。然而,超级电容器并非“完美”,其核心问题在于,能量密度低。如何让超级电容器兼具高功率、高能量,长期以来科学家并没有找到理想材料。

 

  黄富强介绍,与传统电极材料相比,石墨烯有四大突出优势:其一,高比表面积有利于产生高能量密度;第二,超高导电性有利于保持高功率密度;第三,化学结构丰富有利于引入赝电容,提高能量密度;第四,特殊的电子结构有利于优化结构与性能关系。

 

  通过反复试验、设计、合成,黄富强团队发现,氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度,而且还可以通过使用水基电解液,做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。

 

  据介绍,该新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆,可采用低成本制备,实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势 ,且在快速充放方面优于锂电池,该“超级电池”可应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。A股中中国宝安、方大炭素、烯碳新材等上市公司,涉及石墨烯相关业务。

 

  据悉,这种新型石墨烯超级电容器可以采用低成本制备,实现规模生产。

 

  超级电容器是重要的新型储能器件,具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等特点。目前超级电容器已应用于混合电动汽车、大功率输出设备等,形成一个非常可观的市场规模,近年来保持近20%的全球增长率,产业前景突出。但现有超级电容器仍受限于低能量密度(商用活性炭:5–7 瓦时/公斤),远不如锂电池(>80瓦时/公斤),原因在于较低的比容量(<250法拉/克)。

 

  而同属炭族的石墨烯,因拥有高比表面积、优良导电率和稳定化学结构特点,已经成为国际研发热点,并有望成为下一代高性能超级电容器的理想电极材料。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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