科创中国

超级电容器以其大容量、高功率、长寿命、成本低廉、环境友好等优越的性能，可以部分或全部替代传统的化学电池，并且具有比传统的化学电池更加广泛的用途。超级电容的技术不断发展，推动其应用范围不断拓展，如汽车(特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆)、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等。从小容量的仪表储能部件到大规模的电力储能装置，从单独电源器件到与蓄电池或燃料电池组合的混合储能装置，超级电容器都展示出了独特的优越性。本项目研制出了一种宽电压窗口、基于不同新型导电聚合物的正、负电极材料与碳纳米材料、具有高能量密度的超级电容器。

该项目研发团队通过合成新型的赝电容聚合物材料来实现正、负电极匹配，得到了1.8 V的宽电压窗口水系非对称超级电容器。具有成本低、比容量高、能量密度高、循环性能好等优点。目前制备出的超级电容器整体能量密度超过50 Wh/kg，连续充放电1万次后电容保持率超过90%。该项目产品容易实现工业化，原材料为普通化工原料，货源充足，成本低廉，在材料及电容器产品的生产制备过程中无需复杂昂贵设备，生产过程环境友好，有利于大规模工业化生产。目前已经完成电化学储能材料的制备工艺研究和储能电极的制备方法研究，并采用稀硫酸或者硫酸锂水溶液作为电解液，制备出了扣式超级电容器，其电压达到1.8 V。该项目研发的超级电容器采用廉价的水系电解液，生产制备过程可完全暴露在普通空气环境中，无需手套箱而且即使电解液泄露也不具有危险性，环境友好，便于操作。

近年以来，超级电容器作为一种新型的储能装置，在消费类电子、电动汽车、轨道交通、电力系统、便携设备、军工设备等领域的应用逐渐兴起，在中国市场上获得的认知度明显提高。《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》2016版将超级电容器纳入其中，也有助于引导社会资源投向这一领域。在市场与政策的双重驱动下，预计超级电容器的市场潜力可达千亿级别。

北航工研院相关研发团队， 已获国家发明专利2项。

水系超级电容器具有低成本、理论比电容高等优点，但是电位窗口较窄，一般是小于2V。在碳布上通过电氧化Mn3O4纳米墙阵列原位形成高钠含量的Birnessite Na0.5MnO2 的纳米墙阵列。这种层状的纳米薄片/纳米墙结构可以有效增加电极的表面积，而高的钠含量可以提高比电容。以Na0.5MnO2纳米墙阵列为正极材料、Fe3O4纳米棒阵列为负极材料，成功构建了2.6V的水系不对称型超级电容器。能量密度可达81Whkg-1。大大提高了水系超级电容器的能量密度、倍率性能和循环性能。

该产品可以：技术合作，技术转让等合作模式。