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中國(guó)成功研制石墨烯超強(qiáng)電池 充電只需7秒

關(guān)鍵詞 石墨烯 , 電池|2015-12-22 15:29:34|來(lái)源 中國(guó)超硬材料網(wǎng)
摘要 中科院上海硅酸鹽所科學(xué)家成功研制出一種高性能超級(jí)電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學(xué)儲(chǔ)能特性,可用作電動(dòng)車(chē)的“超強(qiáng)電池...
  中科院上海硅酸鹽所科學(xué)家成功研制出一種高性能超級(jí)電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學(xué)儲(chǔ)能特性,可用作電動(dòng)車(chē)的“超強(qiáng)電池”:充電只需7秒鐘,即可續(xù)航35公里。相關(guān)研究成果已于18日發(fā)表在期刊《科學(xué)》上。

  12月20日消息,超級(jí)電容器,是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車(chē)、大功率輸出設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。然而,超級(jí)電容器并非“完美”,其核心問(wèn)題在于,能量密度低。如何讓超級(jí)電容器兼具高功率、高能量,長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家并沒(méi)有找到理想材料。

  黃富強(qiáng)介紹,與傳統(tǒng)電極材料相比,石墨烯有四大突出優(yōu)勢(shì):其一,高比表面積有利于產(chǎn)生高能量密度;第二,超高導(dǎo)電性有利于保持高功率密度;第三,化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富有利于引入贗電容,提高能量密度;第四,特殊的電子結(jié)構(gòu)有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。

  通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、合成,黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳。不僅能實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度,而且還可以通過(guò)使用水基電解液,做到無(wú)毒、環(huán)保、價(jià)格低廉、安全可靠。

  據(jù)介紹,該新型石墨烯超級(jí)電容器體積輕巧、不易燃也不易爆,可采用低成本制備,實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) ,且在快速充放方面優(yōu)于鋰電池,該“超級(jí)電池”可應(yīng)用于現(xiàn)有混合電動(dòng)汽車(chē)、大功率輸出設(shè)備的更新?lián)Q代。
 

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