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7月20日从中科院获悉，中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室阎兴斌课题组多年来致力于超级电容器材料与器件的研究。最近，他们构筑了一系列高性能新型超级电容器，包括非对称微型电容器和高温柔性电容器，并探索了金属氧化物电极在特定离子液体中的电荷存储机理;利用形状记忆合金作为集流体，构筑了表带状智能超级电容器。
该课题组通过电化学沉积方法在叉指金电极上制备了以石墨烯量子点为负极、MnO2为正极的非对称全固态微型超级电容器，对比研究了器件在几种常用离子液体凝胶电解质中的电化学性能，并通过优化固态电解质组份实现了器件高的扫速(2000V/s)和小的弛豫时间常数(τ0=206.9ms)。相关工作发表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 25378−25389)上。
超级电容器作为一种新型储能器件，具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命和更好的安全性能等优点，在消费电子产品、电动汽车启停和工业能源管理系统等诸多领域应用广泛。近年来，微型、柔性和智能电子产品设备蓬勃发展，这就需要构筑与之匹配的新型超级电容器(包括微型、柔性电容器和智能电容器等)来满足其储能需求。
研究人员以导电炭布作为集流体，利用γ-FeOOH在特定离子液体中具有优异的赝电容行为和离子液体凝胶电解质本身热稳定性好、不可燃、化学惰性和宽电压窗口等特点，构筑了多孔炭//γ-FeOOH非对称全固态柔性超级电容器。高温电化学测试结果表明，当环境温度升高到200ºC时，柔性器件体积能量密度可达1.44mWh/cm3;在180ºC弯折测试表明该器件具有稳定的电化学储能特性，相关工作发表在Journal of Materials Chemistry A (2016, 4, 8316–8327)上。
智能手表和手环等因为将诸多不同的功能集成在一种产品上，受到了消费者的广泛关注。然而，当下储能器件的设计严重限制了能量供给能力和未来发展空间。通过提出一种将表带与储能器件集成到一体的策略，该课题组设计并制备了表带型的智能柔性超级电容器。利用石墨烯涂布的钛镍合金片作为负极，两步电化学沉积制备的柔性自支撑MnO2/Ni薄片作为正极，分别使用水系和离子液体凝胶电解质作为电解质隔膜，组装得到了固态柔性超级电容器。
申万宏源研报认为，超级电容应用领域广泛，在风力发电、电动工具和军工等领域具有广阔的发展前景，特别是在部分应用场景具有非常大的性能优势。另外，锂电池与超级电容组合将大大提升新能源汽车的性能，有利于进一步推动新能源汽车市场的发展。据测算，在电动汽车销售放量和储能发展等因素推动下，超级电容潜在需求将达百亿级别。
综合券商报告来看，江海股份在超级电容方面具备完整的材料和电极生产工艺，产品已完成产线贯通，与国际产品相比性价比优势明显，目前已在汽车行驶记录仪等应用方面开始批量供货，并拟定增募资12亿元加码超级电容器等项目建设。另外，其后续逐步向电动汽车等领域拓展，并在石墨烯、储能电池等领域进行布局。新宙邦主营锂电池和电容器化学品，在锂电池电解液市场份额较高。公司曾在互动易平台表示，公司为超级电容器制造商美国maxwell的合格供应商。由于新能源车需求增长，公司预计一季度净利同比增长320%-340%。铜峰电子从事电容器和电子级薄膜材料，以合肥为基地启动的超级电容器项目进展顺利，项目一期厂房和办公楼已竣工。
原标题:中科院新型超级电容器构筑取得系列进展
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