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【技术】石墨烯超级电容器性能强悍 让锂电池汗颜?

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-05 03:44:16   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:439


  Helmhotz双电层理论提出至今已一百多年了,更精密的实验仪器出现,你可从电泳实验中观察到,正负电荷/离子于电极、电解液界面上对垒时,接近电极的电解液层中有一电中性层出现。本人认为正是电解液中与电极接触的液膜发生极化产生了电中性层,阻止了正负电荷中和。当超级电容器的工作电压高于电解液的电解电压致电解液分解时,极化膜被破坏,将导致超级电容器损坏,因此超级电容器的工作电压受制于电解液的溶剂的分解电压。

  基于这一分析,如果于电极表面预先制备一层固态可极化材料的薄膜作极化膜,在直流电场的作用下,极化膜被极化。极化膜阻止了电极与电解液中的正、负电子的交换,电解液中的离子于极化膜表面仍与电极上的电子对垒储能。因电容器的总电阻由正电极电阻/正极极化膜电阻/电解液电阻/负极极化膜电阻/负电极电阻串联组成,电容器的工作电压将分别由各个分电阻按电阻值比例承担。又因极化膜的电阻远远大于电解液的电阻,极化膜将会承担远远大于电解液分电压的电压。若电解液仍承担1V的电压,电容器则可使用较高的电压工作成为高工作电压的电容器,只需控制极化膜的分电压低于其击穿电压即可。

  固态极化膜的工作电压达到3V甚至10V将是非常容易的事,你可知,美国EEStor的高介电常数薄膜电容器的介电膜工作电压已达到了3500V。极化膜超级电容器的出现将会改变储能器的游戏规则。

  超级电容器与锂电池相比其优点已众所周知,如果将中科院上海硅酸盐所的41wh/kg超级电容器技术与极化膜超级电容器技术相结合,工作电压由现在有1V提高至3-10V,能量密度则可提高9-100倍。在此高能超级电容器面前,您还会选择锂电池吗?

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关键词: 电容器 电解液

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