【观察者网】中国研制出超强电池材料：充电7秒续航35公里

itcfangye

近日，中科院上海硅酸盐所的科学家们，接连取得材料科学的创新突破。在为我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”研制了BGO晶体这个探测暗物质的“视网膜”，打造了“悟空”的“火眼金睛”之后，该所的科学家们又在世界顶级期刊《科学》上发文，研制出一种高性能超级电容器电极材料，可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。
充电7秒续航35公里的超强电池材料
何种材料更适合用作电动车“超强电池”，长期以来科学家并未找到理想材料。中科院上海硅酸盐所黄富强研究团队发现，石墨烯是超级电容器电极的最佳选择，其研究已于12月18日被《科学》期刊发表。
据新华网消息，12月18日，记者从中科院上海硅酸盐所获悉，该所科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。相关研究成果已于12月18日发表在世界顶级期刊《科学》上。

论文标题和作者
超级电容器，是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。如何让超级电容器兼具高功率、高能量，长期以来科学家并没有找到理想材料。目前超级电容器应用已形成一个非常可观的市场规模，近年来保持近20%的全球增长率，产业前景突出。但现有超级电容器，仍受限于低能量密度（商用活性炭：5–7 瓦时/公斤），远不如锂电池（>80瓦时/公斤），原因在于较低的比容量（<250法拉/克）。
为破解这一难题，中科院上海硅酸盐所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关。黄富强研究团队最终发现，石墨烯是超级电容器电极的最佳选择。同属炭族的石墨烯，因拥有高比表面积、优良导电率和稳定化学结构特点，已经成为国际研发热点，并有望成为下一代高性能超级电容器的理想电极材料。
据科学网报道，黄富强研究员、陈一苇教授、林天全博士等设计合成的一种氮掺杂的有序介孔石墨烯，具有极佳的电化学储能特性，比容量高达855法拉/克。组装成的对称器件能快速充电和快速放电，不亚于商用碳基电容器。专家表示，它的优性源于：氮掺杂诱生了氧化还原反应，也增加了电化学储能活性，又没有降低材料的高导电率。所研制的对称器件在水溶液中工作安全无毒，能量密度为41瓦时/公斤（基于活性物质为63瓦时/公斤），功率密度达到26千瓦/公斤（基于活性物质为44千瓦/公斤）。
据悉，这种新型石墨烯超级电容器可以采用低成本制备，实现规模生产。
通过反复试验、设计、合成，黄富强研究团队发现，氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度，而且还可以通过使用水基电解液，做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。
权威专家表示，因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，在快速充放方面又远远优于锂电池，它的研制成功对推动我国超级电容器的行业发展，提升行业竞争优势，具有重要的意义。
（观察者网 孙武）

回望的眼神

其实比亚迪天天吹嘘的电池技术，其实一点都不先进

TrolleybusD9

想到了充电五分钟通话两小时

sx198

回望的眼神 发表于 2015-12-19 22:10
其实比亚迪天天吹嘘的电池技术，其实一点都不先进

那是靠电池数量，你看K9F马上不行了

604647354

TrolleybusD9 发表于 2015-12-19 22:45
想到了充电五分钟通话两小时

哈哈哈哈，我也是
还有一种悲惨的充电两小时通话五分钟

horatius_cheng

sx198 发表于 2015-12-19 22:49
那是靠电池数量，你看K9F马上不行了

其实就算他们有好质量的电池，现在这个态度只会让他们自己故步自封

VOL

高压大电流，其实不安全的

jason

TrolleybusD9 发表于 2015-12-19 22:45
想到了充电五分钟通话两小时

就怕很快就变成充电两小时，通话五分钟。

丸尾花轮

这个是石墨烯电容吧

itcfangye

丸尾花轮 发表于 2015-12-21 22:01
这个是石墨烯电容吧

对的