研究人員將超級電容器能量密度提升10倍
超級電容器幾乎可以立即充電,並在需要時釋放大量電量。如果它們可以容納更多能量,它們可以完全消除電動汽車的致命弱點-充電時間慢。現在,中國和英國的科學家表示,他們已經找到了一種方法來存儲每體積比以前超級電容器多10倍的能量。
倫敦大學學院和中國科學院的一個研究小組發布了一項研究,並證明了一種新的超級電容器設計的概念,該設計使用石墨烯層壓膜並專注於各層之間的間距,研究人員發現它們可以從根本上提高能量密度。他們根據電解質離子的大小精確調整了膜中孔的大小。
研究小組說,使用這種設計,可以大大提高體積能量密度。當類似快速充電商業技術傾向於提供每升約5-8瓦時的電能時,這種新設計已通過創紀錄的88.1Wh/l的測試。該團隊聲稱它是有史以來碳基超級電容器的最高能量密度。
該數字接近典型鉛酸電池的高端存儲,但是鉛酸電池充電速度非常慢且功率密度較低,但超級電容器可以非常非常快速地充電,並提供大約每升10千瓦的巨大功率密度。此外,超級電容器的使用壽命似乎很長,在5000次循環後仍能保持其97.8%的能量容量,而且它們非常靈活,在彎曲180度時與平放時幾乎完全一樣。
但是超級電容器還有三大缺點。首先是這些超級電容器的密度仍遠低於頂級鋰電EV電池。特斯拉汽車鋰電池組估計值為877.5 Wh/l,這意味著超級電容器必須是特斯拉電池組大小的10倍才能提供相同的里程。第二個問題:超級電容器傾向於洩漏能量,而不是很好地存儲能量。第三點:這是石墨烯製成的,但迄今為止,沒有人能以可行的價格大批量生產石墨烯。