中科院金屬所研發(fā)出高能量密度鋰離子超級電容器

　　筆者日前從中科院金屬所獲悉，該所沈陽材料科學國家(聯(lián)合)實驗室先進炭材料研究部的科研人員在超級電容器領域取得一系列突破，研發(fā)出高能量密度的鋰離子超級電容器。

　　研究發(fā)現(xiàn)，造成超級電容器低能量密度的根源之一是組裝成器件后，正、負電極無法在最優(yōu)的電位窗口下工作。為解決這一問題，他們提出了新的方法，極大地提高了超級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電容器上驗證有效。特別是以石墨烯作為活性材料的石墨烯鋰離子超級電容器在調(diào)控后，不僅保持了超級電容器的高功率特性，而且能量密度超過鎳氫電池并接近鋰離子電池水平，展現(xiàn)出極大的應用前景。

　　針對石墨烯鋰離子超級電容器循環(huán)使用壽命下降的問題，研究人員在正電極表面預先包覆一層納米尺度的保護層，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散和傳輸。經(jīng)過此法處理的鋰離子超級電容器不僅展現(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)衰減量僅為0.011%。

　　同時，科研人員提出了鋰離子超級電容器的智能電芯設計思路，提升了能量密度、安全性并能有效地實現(xiàn)自修復，避免了廢舊電芯處理帶來的資源和環(huán)境問題。