“充(chong)電5分鐘(zhong)，通話2小時”，這句娃娃也能(neng)脫口而出的廣(guang)告語，切中(zhong)了鋰電池充(chong)放電速(su)度慢的痛(tong)點(dian)。記(ji)者14日從南京理工大(da)學(xue)獲悉(xi)，該校納米能(neng)源材(cai)料實驗室團隊利(li)用新型材(cai)料，讓兼具(ju)大(da)儲電量、快速(su)充(chong)放電優勢的超級(ji)電容(rong)器成為可能(neng)。相(xiang)關成果發表在最新一期《先進材(cai)料》上(shang)。

超級電容(rong)器作為一種儲(chu)能裝置(zhi)，擁(yong)有可快速(su)充放電的(de)突出優(you)勢，然而市面上流行的(de)電子(zi)產(chan)品(pin)使用(yong)(yong)的(de)仍多為充放電速(su)度相對更慢的(de)鋰電池，這是因為儲(chu)電量低這一短板嚴重限制了超級電容(rong)器的(de)應用(yong)(yong)。

電(dian)極與(yu)電(dian)解(jie)液是影(ying)響超(chao)級電(dian)容器性能(neng)的兩大要素(su)。長久以(yi)來，科研人員試圖從以(yi)上兩個角度分別尋找既能(neng)保持快速充放電(dian)優勢，又能(neng)提高儲電(dian)量的方法。

據團隊(dui)負責(ze)人夏暉教授介(jie)紹，氧(yang)(yang)化(hua)鐵資源豐富(fu)、價格低廉(lian)、對環境友好(hao)，作為(wei)一種極(ji)具應用(yong)潛(qian)力的電(dian)極(ji)材(cai)料受到(dao)許多(duo)科研人員的青睞，但其(qi)電(dian)子、離子傳導(dao)性(xing)能較差，制(zhi)約(yue)了(le)它在超級電(dian)容器中的應用(yong)。團隊(dui)首(shou)次提(ti)出，利用(yong)改性(xing)的方法，在氧(yang)(yang)化(hua)鐵電(dian)極(ji)材(cai)料表(biao)面制(zhi)造氧(yang)(yang)缺陷，進而(er)有效調控改性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)鐵電(dian)極(ji)材(cai)料與氧(yang)(yang)化(hua)還原電(dian)解(jie)液之間的相互(hu)作用(yong)，在保證快速充放(fang)電(dian)性(xing)能的同時，提(ti)高(gao)電(dian)極(ji)可存儲電(dian)量。

實(shi)驗測算結果顯示，這一(yi)體系的(de)充放電(dian)(dian)速度可(ke)達每(mei)秒(miao)3．2V，現有同類超級(ji)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)僅為每(mei)秒(miao)0．4V；且在該條件下，儲電(dian)(dian)量(liang)可(ke)達290C／g，相(xiang)比現有超級(ji)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)的(de)60－100C／g，具有顯著提升。

該研究成(cheng)果為(wei)水系(xi)超級(ji)(ji)電容器(qi)(qi)的研發提供了新思(si)路，有望彌補市場上(shang)現有的有機系(xi)超級(ji)(ji)電容器(qi)(qi)的諸多不足，儲(chu)電量(liang)為(wei)后者的5－10倍。

夏暉介紹說，以超(chao)級電(dian)(dian)容器為代表的高(gao)效儲能裝置是大力(li)發(fa)展(zhan)(zhan)清潔(jie)能源中不(bu)可或缺的一(yi)環。目(mu)前實驗室(shi)正(zheng)面向(xiang)(xiang)產業化應(ying)用，沿著進一(yi)步(bu)提升儲電(dian)(dian)量和工作(zuo)電(dian)(dian)壓(ya)的方(fang)向(xiang)(xiang)開展(zhan)(zhan)后續研究。

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