新型可弯曲超级电容器可在 10 分钟内为电动汽车充电
- 研究人员构建了一个灵活的超级电容器，可提供高功率密度和高能量密度。
- 即使弯曲 180 度，性能也不会下降。
- 在 5,000 次循环后，它可以保留 97.8% 的容量。
超级电容器是用于移动电源的有前途的电化学储能装置。它们弥合了可充电电池和电解电容器之间的差距。
虽然它们可以提供安全操作、高功率密度和长循环寿命，但其实际应用受到能量密度低的限制。
现在，伦敦大学学院和中国科学院的研究人员设计了一种灵活的超级电容器，可以快速安全地存储大量能量以供长期使用。
与现有的大功率电容器不同，它可以在很小的空间内储存大量的能量。尽管该设备仍处于开发初期，但它已在智能手机、可穿戴技术和电动汽车 (EV) 等众多应用中显示出作为便携式电源的巨大潜力。
这种新开发的超级电容器既可以与现有的电池技术一起使用，也可以作为它的替代品，以提供更多的电力。
它不包含任何液体电解质（可将爆炸风险降至最低）并且可以弯曲 180 度而不会降低性能。这些功能使其成为集成到可穿戴设备和可弯曲智能手机中的完美选择。
优化材料
研究团队构建了一种新设计，该设计使用带有孔的特殊石墨烯电极材料。可以改变孔的大小以有效地存储电荷。他们测试了多种配置的材料，发现当孔径等于电解质中离子的直径时，该装置的性能最佳。
这种调整赋予了新型超级电容器两个特性：
- 高功率密度：充电/放电的速度有多快。
- 高能量密度：它可以运行多长时间。
相比之下，现有的超级电容器仅表现出其中一种特性。
该超级电容器的最大能量密度达到了88.1瓦时/升（Wh/L），这是迄今为止碳基超级电容器所能达到的最高能量密度。
参考：Nature Energy | DOI:10.1038/s41560-020-0560-6 |伦敦大学学院
现有电动汽车使用的铅酸电池能量密度为50-90 Wh/L，而快充商用技术通常为5-8 Wh/L。
虽然新型超级电容器的能量密度与铅酸电池相当，但其功率密度为每升 10,000 瓦，比标准铅酸电池高两个数量级。
6cm*6cm的超级电容即使弯曲180度也没有表现出性能下降。此外，它在5000次循环后仍可保持其容量的97.8%。
这种紧凑型储能的实现代表了向超级电容器实际应用迈出的重要一步。快速充电能力、出色的灵活性和耐用性使其成为微型电子产品和电动汽车中便携式电源的理想选择。想象一下，在几分钟内为您的手机充电 [从 0% 到 100%]，或者在十分钟内为您的电动汽车充电。
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截至目前，这种超级电容器距离商业化还很遥远。该团队正在努力进一步改进其设计和效率。
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