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基于新型纳米复合电极材料的高性能不对称超级电容器
发布时间: 2011-12-27 浏览次数: 270
 
主要参与者:赵家昌、徐菁利、唐博合金、郑静
成果简介:
        为解决由温室气体的排放而导致的全球气候变化问题,新能源汽车受到人们的广泛研究。超级电容器由于能够快速充放电而在城市无轨电车上得到应用。高性能电极材料是提高超级电容器性能的关键。该项目开发了一类高性能超级电容器有序中孔炭/MnO2纳米复合电极材料,并以其为正极,有序中孔炭为负极组装了圆柱型不对称超级电容器。
        该项目创新性地采用一种新方法来制备超级电容器纳米复合电极材料,该方法制得的电极材料的比电容和比功率均高于常规方法。电极材料是提高超级电容器器件性能的关键,该项目开发了高性能有序中孔炭/MnO2纳米复合电极材料,以其为电极材料提高了不对称超级电容器器件的性能。
        该项目开发出直径达3nm的与有序中孔炭材料复合的MnO2纳米线材料,新型纳米复合电极材料兼具高比电容(复合电极材料比电容达500F/g,其中MnO2自身的比电容达800 F/g)和高功率密度(复合电极材料功率密度达5000 W/kg),以纳米复合材料为正极、有序中孔炭为负极组装成不对称超级电容器,经过对其组装工艺参数的优化,开发出具有更高能量密度(15Wh/kg)和高功率密度(达5000 W/kg)的不对称超级电容器器件,该技术参数高于文献报道的水平。
       该项目开发的不对称超级电容器在微电子行业备用电源以及新能源汽车方面有广阔的应用前景。据统计,2008年,全球超级电容器产业总规模为45亿美元,同比增长45%;预计2009年全球超级电容器产业规模为52.2亿美元,超级电容器产业总规模为67.5亿美元,同比增长50%。通过该成果实施,预期能提高超级电容器的附加值10-50%。目前一只超级电容器的出厂价为20元人民币左右,预计通过实施后年产高性能不对称超级电容器200万只。预期的年产值和年利润分别为4000万元和720万元左右。