研究人员将超级电容器能量密度提升10倍

摘要:

超级电容器几乎可以立即充电,并在需要时释放大量电量。如果它们可以容纳更多能量,它们可以完全消除电动汽车的致命弱点-充电时间慢。现在,中国和英国的科学家表示,他们已经找到了一种方法来存储每体积比以前超级电容器多10倍的能量。

伦敦大学学院和中国科学院的一个研究小组发布了一项研究,并证明了一种新的超级电容器设计的概念,该设计使用石墨烯层压膜并专注于各层之间的间距,研究人员发现它们可以从根本上提高能量密度。他们根据电解质离子的大小精确调整了膜中孔的大小。

研究小组说,使用这种设计,可以大大提高体积能量密度。当类似快速充电商业技术倾向于提供每升约5-8瓦时的电能时,这种新设计已通过创纪录的88.1Wh/l的测试。该团队声称它是有史以来碳基超级电容器的最高能量密度。

该数字接近典型铅酸电池的高端存储,但是铅酸电池充电速度非常慢且功率密度较低,但超级电容器可以非常非常快速地充电,并提供大约每升10千瓦的巨大功率密度。此外,超级电容器的使用寿命似乎很长,在5000次循环后仍能保持其97.8%的能量容量,而且它们非常灵活,在弯曲180度时与平放时几乎完全一样。

但是超级电容器还有三大缺点。首先是这些超级电容器的密度仍远低于顶级锂电EV电池。特斯拉汽车锂电池组估计值为877.5 Wh/l,这意味着超级电容器必须是特斯拉电池组大小的10倍才能提供相同的里程。第二个问题:超级电容器倾向于泄漏能量,而不是很好地存储能量。第三点:这是石墨烯制成的,但迄今为止,没有人能以可行的价格大批量生产石墨烯。

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