研發(fā)出高能量密度鋰離子超級(jí)電容器
2016年02月01日 8:47 4764次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 分類： 鋰 作者： 丁佳
日前從中科院金屬所獲悉，該所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)炭材料研究部的科研人員在超級(jí)電容器領(lǐng)域取得一系列突破，研發(fā)出高能量密度的鋰離子超級(jí)電容器。
研究發(fā)現(xiàn)，造成超級(jí)電容器低能量密度的根源之一是組裝成器件后，正、負(fù)電極無(wú)法在最優(yōu)的電位窗口下工作。為解決這一問(wèn)題，他們提出了新的方法，極大地提高了超級(jí)電容器的工作電壓和比容量，其能量密度也大大增加。
該方法具有普適性，目前已在多種碳基超級(jí)電容器上驗(yàn)證有效。特別是以石墨烯作為活性材料的石墨烯鋰離子超級(jí)電容器在調(diào)控后，不僅保持了超級(jí)電容器的高功率特性，而且能量密度超過(guò)鎳氫電池并接近鋰離子電池水平，展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。
針對(duì)石墨烯鋰離子超級(jí)電容器循環(huán)使用壽命下降的問(wèn)題，研究人員在正電極表面預(yù)先包覆一層納米尺度的保護(hù)層，隔絕活性材料與電解液的直接接觸分解，保證電極中高的離子擴(kuò)散和傳輸。經(jīng)過(guò)此法處理的鋰離子超級(jí)電容器不僅展現(xiàn)出優(yōu)異的能量密度和高的功率特性，而且循環(huán)穩(wěn)定性更佳，每次循環(huán)衰減量?jī)H為0.011%。
同時(shí)，科研人員提出了鋰離子超級(jí)電容器的智能電芯設(shè)計(jì)思路，提升了能量密度、安全性并能有效地實(shí)現(xiàn)自修復(fù)，避免了廢舊電芯處理帶來(lái)的資源和環(huán)境問(wèn)題。
責(zé)任編輯：李峒峒
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