科创中国

随着传统能源的消耗和人们对环境问题的日渐重视，传统储能设备体积庞大、刚性强、不易弯曲等缺点日渐突出，开发出绿色环保、续航时间长和能轻便携带的能源存储设备已经变得越来越紧迫。超级电容器和电池被认为是可再生能源系统中最有前途的两种储能设备。 与锂电池相比，超级电容器拥有更长的循环寿命。基于充电机制将超级电容器分为两种类型：双层电容器和赝电容器。在双层电容器中，电荷是在双电层的电极-电解质表面静电存储的；而在赝电容中，电荷是通过电极表面的法拉第氧化-还原反应来存储的。双层电容器在电极材料的表面来存储电荷，因此，可以提供更高的功率密度和拥有更长的使用寿命。由于赝电容器在表面和次表面均发生氧化-还原反应以存储电荷，因此其能量密度通常高于双层电容器。活性炭、碳纳米管、石墨烯等碳材料常被用作制备双层电容器的电极材料。在这几种电极材料中，石墨烯基材料的性能更为优异，这得益于石墨烯在物理化学方面有着更优的表现，因此，石墨烯对各大行业都有着巨大的吸引力，并成为当下材料研究的热点之一。