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加大研发新型混合超级电容:超高能量密度 超快充放电速率(组图)

北极星智能电网在线  来源:cnBeta.COM    2015/4/22 9:02:24  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:加大洛杉矶分校(UCLA)加州纳米技术研究院的科学团队开发出了一种新型混合超级电容:具备高能量密度电池组以及快速充放电的特性。相较目前的市售超级电容,混合超级电容能量密度高达前者六倍,单位体积的电量与铅酸电池相当甚至更高,但却具备电池组没有的高充放电速率。

具备这所有优良特性的混合超级电容或许可以改善目前的电池技术现状,应用于轻便紧凑型的电子设备,电动车辆,在数秒内实现高速充放电,并拥有与电池组类似的储备电量。

高性能混合超级电容项目由Rid Kaner教授及Maher El-Kady博士领导,同其他超级电容一样可以迅速实现充放电,拥有超过1万次的充放电循环寿命。但存储电能的密度可以达到普通超级电容的六倍,1/5纸张厚度的混合超级电容能够存储2倍于同体积的薄膜式锂电池电量。超级电容存储电量的强度取决于设备电极之间的电解质(液)的接触面积,接触面积越大存储密度越高。早期的混合超级电容采用多孔结构来最大化接触面积,但是由于孔间间隙过大,导致性能效率大大降低。在Kaner教授和El-Kady博士的带领下,研究团队采用了二氧化锰电极来改进,并采用了特殊的3D激光蚀刻石墨烯(LSG)材料,这种石墨烯结构具备高导电性,孔隙率以及表面积最大化设计,使得能量密度大大提高。

“电极非常薄(约15微米),但这种LSG/二氧化锰电极电容结构能够存储比100-200微米厚的市售超级电容多得多的电荷,具备高得多的能量密度”El-Kady博士如此说道。据团队声称,新型混合超级电容能量密度能够达到42Wh/L,而市售的超级电容则为7Wh/L,电量密度可以达到10 kW/L,团队正在进一步研制如何大规模生产混合超级电容。

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