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成功研發出高電壓高能量密度電容石墨烯,真正解決國家超級電容炭被“卡脖子”問題

來源:互聯網 2022-10-31 10:32中投網 A-A+

  經過材啟新材料團隊的共同努力,材啟新材料終于攻破電容石墨烯的種種技術難關,成功研發出高電壓高能量密度超級電容電極材料電容石墨烯,這將真正解決國家超級電容炭被“卡脖子”問題。

  眾所周知,自工業革命以來,能源危機已經逐漸顯現,由能源而引發的種種問題也在當今社會展露無疑。因此針對新能源的開發與應用愈發迫切,由能源危機引發的種種問題亟待解決。開發新型可再生能源成為當今社會的熱點,然而利用可再生能源的前提是首先需將其轉化為電能后才能加以利用,因此在新能源發展的整個過程還存在著一個亟待解決的關鍵技術性問題,即能量的存儲。

  目前,市場主流的儲能器件有鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等,而他們又具有各自的應用特色。鋰離子電池雖然能量密度高,但是快速充放問題一直很難突破并且伴隨著一系列安全隱患,如自燃等隱患;與鋰離子電池相比,超級電容器具有功率密度高、循環壽命長(50~100萬次)、使用溫度范圍寬、安全可靠、環境友好等特點,因此市場發展勢頭十分強勁。超級電容器作為儲能家族中重要的一員,展現出了優異的儲能性能,目前超級電容器的能量密度已經得到很大的提升,能量密度已經不弱于早期的鉛酸電池。如今市場對超級電容器的投資規模也與日俱增,據中商產業研究院預測,到2022年我國超級電容器市場規模有望達200億元。

  超級電容器按照儲能機理可分為雙電層超級電容器和贗電容超級電容器。超級電容器不僅能在新能源汽車、軌道交通、航空航天、電力電氣、消費電子等眾多領域;還在光伏、風電、機械能回收、智慧城市、國防建設等領域有著廣泛的應用等。

  超級電容器的電極材料是決定超級電容器性能優劣的重要影響因素,電極材料在超級電容器的成本中約占到30%~40% 的份額。超級電容器電極材料主要分為活性炭材料、金屬氧化物材料和導電聚合物材料。從材料成本講,電容活性炭材料是最經濟的電極材料,但是國內的電容炭研發起步較晚,量產和應用滯后,因此我國超級電容器的電容炭90%依賴于進口,其中日本可樂麗活性炭電極材料占據我國的市場份額近70%,進口電容炭價格高達50萬/噸,高端電容炭超100萬/噸,這嚴重制約了我國超級電容器的發展。

  經過材啟新材料團隊長期的不懈努力,終于實現高壓高能量密度電容石墨烯的規模量產中試,年內進行擴大產線建設,預計產量可達150噸。材啟新材料量產中試的電容石墨烯電極材料的性能經過大規模的測試,展現出了優異的比電容。在水系電解液中表現高達200 F/g 的質量比電容,超過市場上商用的超級電容炭,經過30000圈的循環測試,比電容未見明顯的衰減,并且開發出不同種類的電容石墨烯,以滿足于不同種類的電解液的使用,勝任于不同應用場景,使其擁有更高的能量密度、更寬的工作溫度范圍、更加安全環保等優良特性。經過測試,電容石墨烯在電壓窗口為3 V時展現出34 Wh/kg 、3.5V 展現出45 Wh/kg、4 V 展現出60 Wh/kg的超高電極能量密度。材啟電容石墨烯具有超高耐壓性能,并且高電壓的脈沖不會對電極材料造成明顯的損傷。材啟電容石墨烯在超級電容的使用上,與目前商用電容炭相比展現出了優異性能。材啟新材料量產的電容石墨烯的預售價與目前市場上的電容炭以及石墨烯的售價相比將更具有的競爭力。

  深圳材啟新材料有限公司

  20221029

  當前網址:http://www.hbxwzx.com/shehui/2022-10-31/197297.html

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