7月20日從中科院獲悉，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實(shí)驗(yàn)室閻興斌課題組多年來致力于超級電容器材料與器件的研究。最近，他們構(gòu)筑了一系列高性能新型超級電容器，包括非對稱微型電容器和高溫柔性電容器，并探索了金屬氧化物電極在特定離子液體中的電荷存儲(chǔ)機(jī)理；利用形狀記憶合金作為集流體，構(gòu)筑了表帶狀智能超級電容器。
該課題組通過電化學(xué)沉積方法在叉指金電極上制備了以石墨烯量子點(diǎn)為負(fù)極、MnO2為正極的非對稱全固態(tài)微型超級電容器，對比研究了器件在幾種常用離子液體凝膠電解質(zhì)中的電化學(xué)性能，并通過優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)組份實(shí)現(xiàn)了器件高的掃速(2000V/s)和小的弛豫時(shí)間常數(shù)(τ0=206.9ms)。相關(guān)工作發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 25378？25389)上。
超級電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件，具有高功率密度、快速充放電、長循環(huán)壽命和更好的安全性能等優(yōu)點(diǎn)，在消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車啟停和工業(yè)能源管理系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，微型、柔性和智能電子產(chǎn)品設(shè)備蓬勃發(fā)展，這就需要構(gòu)筑與之匹配的新型超級電容器（包括微型、柔性電容器和智能電容器等）來滿足其儲(chǔ)能需求。
研究人員以導(dǎo)電炭布作為集流體，利用γ-FeOOH在特定離子液體中具有優(yōu)異的贗電容行為和離子液體凝膠電解質(zhì)本身熱穩(wěn)定性好、不可燃、化學(xué)惰性和寬電壓窗口等特點(diǎn)，構(gòu)筑了多孔炭//γ-FeOOH非對稱全固態(tài)柔性超級電容器。高溫電化學(xué)測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境溫度升高到200oC時(shí)，柔性器件體積能量密度可達(dá)1.44mWh/cm3；在180oC彎折測試表明該器件具有穩(wěn)定的電化學(xué)儲(chǔ)能特性，相關(guān)工作發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A (2016, 4, 8316–8327)上。
智能手表和手環(huán)等因?yàn)閷⒅T多不同的功能集成在一種產(chǎn)品上，受到了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。然而，當(dāng)下儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)嚴(yán)重限制了能量供給能力和未來發(fā)展空間。通過提出一種將表帶與儲(chǔ)能器件集成到一體的策略，該課題組設(shè)計(jì)并制備了表帶型的智能柔性超級電容器。利用石墨烯涂布的鈦鎳合金片作為負(fù)極，兩步電化學(xué)沉積制備的柔性自支撐MnO2/Ni薄片作為正極，分別使用水系和離子液體凝膠電解質(zhì)作為電解質(zhì)隔膜，組裝得到了固態(tài)柔性超級電容器。
申萬宏源研報(bào)認(rèn)為，超級電容應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)工具和軍工等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，特別是在部分應(yīng)用場景具有非常大的性能優(yōu)勢。另外，鋰電池與超級電容組合將大大提升新能源汽車的性能，有利于進(jìn)一步推動(dòng)新能源汽車市場的發(fā)展。據(jù)測算，在電動(dòng)汽車銷售放量和儲(chǔ)能發(fā)展等因素推動(dòng)下，超級電容潛在需求將達(dá)百億級別。
綜合券商報(bào)告來看，江海股份在超級電容方面具備完整的材料和電極生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品已完成產(chǎn)線貫通，與國際產(chǎn)品相比性價(jià)比優(yōu)勢明顯，目前已在汽車行駛記錄儀等應(yīng)用方面開始批量供貨，并擬定增募資12億元加碼超級電容器等項(xiàng)目建設(shè)。另外，其后續(xù)逐步向電動(dòng)汽車等領(lǐng)域拓展，并在石墨烯、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域進(jìn)行布局。新宙邦主營鋰電池和電容器化學(xué)品，在鋰電池電解液市場份額較高。公司曾在互動(dòng)易平臺(tái)表示，公司為超級電容器制造商美國maxwell的合格供應(yīng)商。由于新能源車需求增長，公司預(yù)計(jì)一季度凈利同比增長320%-340%。銅峰電子從事電容器和電子級薄膜材料，以合肥為基地啟動(dòng)的超級電容器項(xiàng)目進(jìn)展順利，項(xiàng)目一期廠房和辦公樓已竣工。
