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ACHIEVEMENTS

非对称超级电容器

技术背景 Background
超级电容器是目前重要的“绿色”储能装置,广泛应用于能量存储与转换。然而,偏低的能量密度是制约其进一步发展的主要瓶颈。为了适应未来的应用需求,在不损坏其功率密度和循环寿命的前提下,开发和研制具有宽操作电压范围与高能量密度的超级电容器势在必行。为此,中科院山西煤化所致力于开发具有高容量高稳定性储能材料,并通过将所制备具有良好分离电位窗的不同正电极材料和负电极材料组装混合型电容器,使全电容电压变宽,最终突破了能量密度偏低的技术瓶颈。

  • 技术介绍

技术内容 Technical Content

本技术首先通过钴基氢氧化物介观尺度的精确调控、剥离工艺和配方比例的优化制备了结构稳定、导电性高和比容量高的石墨烯插层钴基金属氧化物复合正极材料;其次通过调控活化方式和活化条件制备了孔径分布合理、比表面积高和导电性高的活性炭/石墨烯复合负极材料;最后将上述两种电极材料组装成水系混合型超级电容器,通过对电解液/隔膜的单元匹配、封装工艺等的设计与电化学性能评测,完成了扣电和软包的工艺开发,实现了LED灯应用展示。


技术优势 Advantages

本技术实现了氧化钴在石墨烯片层上良好的分散以及高的担载量,有效增强了复合材料的电容特性。通过对非对称电容器正负极材料结构、质量、电压等匹配性能的优化,完成了高能量密度扣电和软包的开发。


技术指标 Technical Index


知识产权情况 Intellectual Properties

已授权专利4项(ZL201510232487.0, ZL201611071556.5, ZL201510062450.8, ZL201510062117.7)。


市场前景 Market Prospects

根据IDTechEX 数据统计,2014年超级电容器全球市场规模为11亿美元。预计到2020年,超级电容器全球市场规模将达到35亿美元。未来的发展而言,超级电容器将将会在混合动力汽车以及和新能源采集等领域发挥举足轻重的作用。


技术成熟度 Technology Maturity

实验室研发


合作方式 Cooperation

技术合作开发

非对称电容器结构示意图


非对称电容器循环性能

所组装对称电容器与非对称电容器的Ragone图以及LED灯应用展示



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