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超级电容器是一种介于传统电容器和二次电池之间的电化学储能装置,优势在于容量大、功率密度高、循环寿命长等,特别适合于电动汽车、电源系统、便携式电子设备等应用。但比能量密度低则是超级电容一大瓶颈,从目前看到技术进展看,石墨烯有望提升超级电容器能量密度10倍以上,将大大改变目前超级电容性能上的不足。石墨烯在超级电容器领域的应用前景可观。
电极材料是制作超级电容器的关键技术,其制作难度较高。超级电容器可以分为电极、电解质、集流体和隔离物四大部分,其中电极是超级电容的关键部件,电极成本占到整个电容器材料成本的40-50%,是技术难度最高的环节,因此电极材料制造能力是超级电容的核心能力。
电极材料的性能要求包括高比表面、高中孔率、高电导率、高堆积比重、高纯度、高性价比六个方面。目前双电层型超级电容器的电极材料主要包括活性碳电极材料、碳纤维电极材料、碳气凝胶电极材料、碳纳米管电极材料,但是,由于成本优势,目前超高比表面活性炭占了电极材料的很大部分。
相对于活性炭,石墨烯材料具有多重优势,比如很高的比表面积和更加优异的导电性,比容量也高于一般的活性炭和碳纳米管。此外,其特殊的平面二维结构使之具有更为丰富的微观结构,有利于电解液的渗透和电子的传输,因此,石墨烯化工行业非常适合作为超级电容器的电极材料。
目前石墨烯电极材料较大的一个劣势在于成本较高。未来,随着石墨烯粉体生产实现规模化、石墨烯粉体制造工艺及生产技术不断升级,石墨烯电极成本会大幅度下降,石墨烯电极取代目前电容器碳电极将成为可能。
近年来,在国家政策的推动下,我国超级电容器行业取得了较快发展,2015年行业市场规模突破40亿元,同比增长40%。“十三五”期间,推动我国超级电容器行业的发展的主要动力仍然在于政策,新能源汽车、风电、交通轨道、电力、军工等超级电容应用领域都是国家“十三五”期间政策重点扶持对象。
中投顾问产业研究中心预测,未来五年国内超级电容器行业仍将保持高景气度,预计未来五年的年复合增长了有望达到30%,至2020年超级电容器市场规模有望达到150亿元,以45%的电极材料成本估算,2020年电极材料市场规模可达67.5亿元。
与大多数石墨烯粉体应用市场不同,当前石墨烯在超级电容器领域的应用技术已经具备,阻碍其市场渗透率提高的主要原因在于成本过高,一旦石墨烯成本下降至普遍可接受范围,市场渗透率将快速提升。以10%的渗透率估算,2020年超级电容器领域石墨烯市场规模约为7亿元。
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今日,深圳市好风光氢能科技有限公司(以下简称“好风光氢能”)与深圳大学在深圳大学丽湖校区材料学院5楼会议室签署了“电解水析氢高效电极材料研发与产业化”合作协议,就绿氢装备核心技术研发与产业化等项目达成合作意向,探索建立长期校企“产学研用”合作机制,建立校企合作新典范。双方将围绕科
7月22日,云南大理永平县新能源电池先进电极材料项目的年产1万吨先进电极材料项目投产。新能源电池先进电极材料项目位于云南永平县博南工业(物流)园区,用地面积约100亩,总投资2.2亿元,通过高新科技深加工制备钠离子电池负极硬碳,将核桃壳高效利用,主要生产基于生物质核桃壳的新能源电池、超级电
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据日媒报道,日本东北大学讲师小林弘明等人的研究小组开发出了一种电极材料,该材料使用碳及氧等元素构成的“克酮酸”物质,不用稀有金属,理论蓄电容量是钴类正极材料的4倍左右。钴是发展战略性新兴产业的重要矿产资源,《全国矿产资源规划(2016—2020年)》将钴列为我国24种战略性矿产之一。同时,
北极星储能网获悉,2月7日,安康市科技局发布安康市“十四五”科技创新发展规划[2021—2025年],规划中提出开展高温高浓度全钒液流电池电解液技术、高功率密度全钒液流电池电堆制造技术、电池组模块系统集成及制造技术、MW以上级液流电池储能系统并网运行和智能控制技术、百兆瓦级全钒液流电池连续化生
充电9分钟可恢复约80%的电量、2000次循环后仍可保持90%的容量……中国科学技术大学教授季恒星研究组与合作者全新设计的新型锂离子电池电极材料——黑磷复合材料,使兼具高容量、快速充电能力且长寿命的锂电池成为可能。该成果10月9日发表在《科学》。随着环保意识深入人心,电动汽车愈发受到市场青睐,
近日,中国科学技术大学季恒星教授研究组与合作者们,在新型锂电池电极材料研究方面取得重大突破——全新设计的黑磷复合材料使兼具高容量、快速充电且长寿命的锂离子电池成为可能,该成果已在《科学》杂志发表。该研究成果也有望解决目前电动汽车充电时间较长的难题。电极材料决定充电速度据季教授介绍
锂离子电池和超级电容器是储能原理不同、各有特点的两类代表性储能器件。锂电池能量密度高(~250Whkg-1),但功率密度偏低(<1kWkg-1),而超级电容器功率密度高(~15kWkg-1)但能量密度过低(<20Whkg-1)。超越上述两类储能器件的储能极限,发展兼具高能量密度和高功率密度储能器件的新型电极材料,
德克萨斯州农工大学(TexasAM)的一支研究团队,想到了将碳纳米管掺入锂金属电池的电极中,以实现更高、更安全的充电。该校工程学院的科学家们,将研究重点放在了电池架构的改良上。据悉,传统锂电池中的锂离子会在充放电过程中于两极之间来回移动,其中阳极材料通常由石墨和铜的混合物制成。德克萨斯
移动电子设备、电动汽车、无人机和其他技术的爆炸式增长推动了对新型轻质储能材料的需求。休斯顿大学和德克萨斯农工大学的研究人员研发了一种结构型超级电容器电极,该电极由还原氧化石墨烯和芳族聚酰胺纳米纤维制成,比传统的碳基电极更坚固,用途更广。研究指出,与传统多孔介质模型相比,基于材料纳
目前,在商用市场锂离子电池是毫无争议的主角,不过以液流电池为代表的可再生能源已经显现出了巨大的潜力,在未来有望成为替代者。归功于从虾壳中发现的一种成分,研究人员为液流电池开发了新的电极组件,性能要优于目前的解决方案。长期以来,液流电池(氧化还原液流电池)被视为从风能、太阳能等间歇
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