北极星智能电网在线讯:超级电容器是最具应用前景的电化学储能技术之一。目前,超级电容器的研究重点是提高能量密度和 功率密度,发展具有高比表面积、电导率和结构稳定性的电极材料是关键。石墨烯因具有比表面积大、电子导电性高、力学性能好的特点而成为理想的电容材料,但 石墨烯的理论容量不高,在石墨烯基电极制备过程中容易发生堆叠现象,导致材料比表面积和离子电导率下降。因此,发展合适的制备方法,对石墨烯进行修饰或与 其他材料形成复合电极材料是一种有效解决途径。本文对石墨烯基电极及其在双电层电容器、法拉第准电容器和混合型超级电容器中的应用的研究进展进行归纳,重 点介绍了石墨烯凝胶薄膜电极的制备过程,以促进石墨烯基电极在超级电容器构筑中应用。
传统化石能源资源的日益匮乏和环境的日趋恶化,有力地促进了太阳能和风能等可再生能源的发展但太阳能、风能具有波动性和间歇性,需要有效的储能装置保证其能够稳定的在电网中并网工作。同时,电动汽车产业的快速发展也迫切需要发展成本低、环境友好、能量密度高的储能装置。
超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种电化学储能装置,其容量可达几百甚至上千法拉。自1975 年Conway 首次提出法拉第准电容的储能原理以来,超级电容器的研发已经得到了长足的发展,日本NEC、松下、本田、日立和美国Maxell 等公司开发出的小型超级电容器已开始推向市场,在小型移动电子设备、汽车能量回收等领域应用。法国SAFT 公司、韩国NESE 公司等也在进行超级电容器的研究和开发。美国的USMSC计划、日本的New Sunshine 计划和欧洲的PNGU计划均将超级电容器列入开发内容。我国将“超级电容器关键材料的研究和制备技术”列入到《国家中长期科学和技术发展纲要(2006— 2020 年)》,作为能源领域中的前沿技术之一。超级电容器作为一种新型电化学储能单元,具有容量大、功率密度高、免维护、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范 围宽等优点,已在备用电源系统、便携式电子设备和电动汽车领域有广泛的应用。对于具有随机性和间歇性等特点的可再生能源发电,超级电容器应用于风力发电中 可以提高风电场的运行安全。超级电容器的基本构造与应用组件如图1 所示。
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