1、2015 石墨烯基超级电容器研究报告新材料在线 产业研究院2015年5月什么是超级电容器03什么是超级电容器超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种电化学储能装置。具有充放电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。根据储能机理不同，可将超级电容器分为双电层超级电容器、赝电容超级电容器和非对称超级电器。04超级电容器结构组成超级电容器的主要组成部分包括集流体、工作电极、电解液和隔膜。集流体：作用：传递和收集电荷；涉及材料：石墨材料、泡沫镍、不锈钢网、铝箔等电解液：水系：酸性（硫酸）、碱性（KOH）和中性（硫酸钠）；有机系：季铵盐、锂盐、有机溶剂；凝胶：PVA/H2SO4、

2、PVA/H3PO4隔膜：涉及材料：多孔PE、PP05电极材料超级电容器工作电极所采用的电极材料是进行能量存储的关键，是决定超级电容器性能的核心影响因素。电极材料双电层超级电容器活性炭碳纳米管介孔炭碳气凝胶炭洋葱赝电容超级电器导电聚合物金属氧化物金属氢氧化物非对称超级电容器06超级电容器与电池比较提升超级电容器性能的关键在于选用合适的电极材料。提升超级电容器性能的关键在于选用合适的电极材料。07超级电容器的应用太阳能风力发电新能源汽车智能电网电力储能军用设备轨道交通运动控制什么是石墨烯超级电容器09什么是石墨烯石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，碳原子之间相互连接

3、成六角网格。铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。载流子迁移率高电流密度大强度高导热率高最薄最轻10什么是石墨烯超级电容器相对于活性炭，石墨烯材料具有很高的比表面积和更加优异的导电性，其特殊的平面二维结构使其具有更具丰富的微观结构。因此石墨烯非常适合作为超级电容器电极材料。超级电容器电极材料参数比较石墨烯超级电容器需解决的问题石墨烯堆叠孔隙率有效比表面积离子迁移电阻11石墨烯超级电容器几大研究热点 外延法 机械剥离法 化学剥离法石墨烯电极材料的制备 KOH活化石墨烯 具有中孔结构的弯曲石墨烯 表面活性剂修饰石墨烯石墨烯基双电层电容器 官能团修饰石墨烯基电极 石墨烯/导电高分子复合物 石墨

4、烯-金属氧化物/氢氧化物复合物石墨烯基赝电容器 二氧化锰/石墨烯复合材料石墨烯基非对称超级电容器12美国研制超级电池：几秒钟内完成手机充电 美国科学家最新研制一种超级电池，它们被称为微型石墨烯超级电容，其充电和放电速度比普通电池快1000倍； 这种超级电池是采用单原子厚度的碳层构成，能够很容易制造并整合成为器件，未来有望制造更小的手机。科学家使用DVD烧录技术制造的微型超级电池，其充电和放电能力是普通电池的上千倍13超薄平面石墨烯电容器传统设计：层层堆叠阻碍石墨烯片层的双电层作用的发挥新型设计：更能有效发挥石墨烯片层的双电层作用来源：Nano Lett., 2011, 11 , 1423142

5、714KOH活化石墨烯利用KOH活化石墨烯作为电极组装成的超级电容器，其能量密度(70Wh/kg)可达到铅酸电池的水平，同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度(250kw/kg)，有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。来源：Science 2011, 332, 1537-154115具有中孔结构的弯曲石墨烯 弯曲石墨烯抑制了石墨烯面对面堆叠，提高了表面利用，同时中孔结构有利于传质和电解液的可接近性； 在室温下可以达到85.6 Wh/kg(80时为130Wh/kg)的能量密度，相当于镍氢电池的储能，却能在几秒或者几分钟内放电完毕，有望取代电池。10 m来源：

6、Nano Lett. 2010, 10, 4863486816表面活性剂修饰石墨烯来源：ACS Nano, 2011, 5, 436442聚离子液体修饰石墨烯 改善离子液体电解液与石墨烯的可浸润性 相比没有表面活性修饰获得的石墨烯，在离子液体中比电容提高到144Fg-1，主要是增加了电极表面电解液润湿性来源：J. Mater. Chem., 2011, 21, 7302-730717石墨烯/赝电容材料复合电极来源：Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 35953602层次化聚苯胺纳米线/石墨烯来源：ACS Nano, 2010, 4, 50195026RuO2纳米粒子/石墨