7月20日從中科院獲悉，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實驗室閻興斌課題組多年來致力于超級電容器材料與器件的研究。最近，他們構(gòu)筑了一系列高性能新型超級電容器，包括非對稱微型電容器和高溫柔性電容器，并探索了金屬氧化物電極在特定離子液體中的電荷存儲機理；利用形狀記憶合金作為集流體，構(gòu)筑了表帶狀智能超級電容器。
該課題組通過電化學(xué)沉積方法在叉指金電極上制備了以石墨烯量子點為負極、MnO2為正極的非對稱全固態(tài)微型超級電容器，對比研究了器件在幾種常用離子液體凝膠電解質(zhì)中的電化學(xué)性能，并通過優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)組份實現(xiàn)了器件高的掃速(2000V/s)和小的弛豫時間常數(shù)(τ0=206.9ms)。相關(guān)工作發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 25378?25389)上。
超級電容器作為一種新型儲能器件，具有高功率密度、快速充放電、長循環(huán)壽命和更好的安全性能等優(yōu)點，在消費電子產(chǎn)品、電動汽車啟停和工業(yè)能源管理系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，微型、柔性和智能電子產(chǎn)品設(shè)備蓬勃發(fā)展，這就需要構(gòu)筑與之匹配的新型超級電容器（包括微型、柔性電容器和智能電容器等）來滿足其儲能需求。
研究人員以導(dǎo)電炭布作為集流體，利用γ-FeOOH在特定離子液體中具有優(yōu)異的贗電容行為和離子液體凝膠電解質(zhì)本身熱穩(wěn)定性好、不可燃、化學(xué)惰性和寬電壓窗口等特點，構(gòu)筑了多孔炭//γ-FeOOH非對稱全固態(tài)柔性超級電容器。高溫電化學(xué)測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境溫度升高到200oC時，柔性器件體積能量密度可達1.44mWh/cm3；在180oC彎折測試表明該器件具有穩(wěn)定的電化學(xué)儲能特性，相關(guān)工作發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A (2016, 4, 8316–8327)上。
智能手表和手環(huán)等因為將諸多不同的功能集成在一種產(chǎn)品上，受到了消費者的廣泛關(guān)注。然而，當(dāng)下儲能器件的設(shè)計嚴重限制了能量供給能力和未來發(fā)展空間。通過提出一種將表帶與儲能器件集成到一體的策略，該課題組設(shè)計并制備了表帶型的智能柔性超級電容器。利用石墨烯涂布的鈦鎳合金片作為負極，兩步電化學(xué)沉積制備的柔性自支撐MnO2/Ni薄片作為正極，分別使用水系和離子液體凝膠電解質(zhì)作為電解質(zhì)隔膜，組裝得到了固態(tài)柔性超級電容器。
申萬宏源研報認為，超級電容應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在風(fēng)力發(fā)電、電動工具和軍工等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，特別是在部分應(yīng)用場景具有非常大的性能優(yōu)勢。另外，鋰電池與超級電容組合將大大提升新能源汽車的性能，有利于進一步推動新能源汽車市場的發(fā)展。據(jù)測算，在電動汽車銷售放量和儲能發(fā)展等因素推動下，超級電容潛在需求將達百億級別。
綜合券商報告來看，江海股份在超級電容方面具備完整的材料和電極生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品已完成產(chǎn)線貫通，與國際產(chǎn)品相比性價比優(yōu)勢明顯，目前已在汽車行駛記錄儀等應(yīng)用方面開始批量供貨，并擬定增募資12億元加碼超級電容器等項目建設(shè)。另外，其后續(xù)逐步向電動汽車等領(lǐng)域拓展，并在石墨烯、儲能電池等領(lǐng)域進行布局。新宙邦主營鋰電池和電容器化學(xué)品，在鋰電池電解液市場份額較高。公司曾在互動易平臺表示，公司為超級電容器制造商美國maxwell的合格供應(yīng)商。由于新能源車需求增長，公司預(yù)計一季度凈利同比增長320%-340%。銅峰電子從事電容器和電子級薄膜材料，以合肥為基地啟動的超級電容器項目進展順利，項目一期廠房和辦公樓已竣工。
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