可180°弯折的超级电容器，性能提升数倍学术资讯

由石墨烯材料制成的新型可弯折超级电容器。

新型超级电容器即使弯折角度达到180°，性能也不会受到影响。并且，这种电容器不使用危险的液体电解质。

据《自然•能源》杂志2月17日报道，英国伦敦大学化学教授Zhuangnan Li博士等开发了一款新型超级电容器，它解决了大功率、快充超级电容器无法在狭窄空间内存储大量能量的难题。虽然这项技术还处在概念验证阶段，但它作为便携式电源，已经在电动汽车、电话和可穿戴技术等方面显示出了巨大的应用潜力。

论文第一作者Li教授说：“我们制造的新型超级电容器极具应用前景，它可以替代或者配合现有电池技术使用，为用户增强续航能力。通常情况下，材料无法兼具高功率密度和高能量密度。而我们设计的材料实现了‘鱼和熊掌’兼得的效果。此外，这款超级电容器甚至能在180°弯折的条件下维持性能，且不需要使用液体电解质，最小化了爆炸风险。”

实验过程中，Li教授的跨学科研究团队使用了一种创新性的石墨烯电极材料。这种材料的孔隙尺寸可以根据存储电荷情况进行调整：电极材料的孔隙尺寸与电解质离子的直径匹配时，性能最佳。

Li教授等用优化后的材料制备了薄膜材料，并构建了概念验证装置。孔隙优化方案最大限度地提高了超级电容器的能量密度，达到了创纪录的88.1Wh/L。类似的商业化快充技术，其能量密度仅5~8Wh/L，而传统的慢充、长效车载铅酸电池的能量密度为50~90Wh/L。

Li教授等开发的超级电容器不仅能量密度与最先进的铅酸电池相当，功率密度还超出了铅酸电池两个数量级。此外，超级电容器在经历5000次充放电循环后，效率仍高达97.8%。

UCL数学与物理科学学院院长、论文作者Ivan Parkin教授说：“在紧凑系统中安全、可靠地存储大量能量，是改进能量存储技术的重要前提。我们已经展示了新型电容器的快充性、可控性、耐久性和灵活性。在未来，它或许将成为微型电子产品和电动汽车的理想部件。”

论文作者、中国科学院教授Feng Li总结说：“智能技术在未来30年里还将继续高速发展，这将极大地改变人类的生活。我们提出的智能电池是改善用户体验的实例，它作为便携式电源应用的潜力非常巨大。”

科界原创

编译：德克斯特

审稿：alone

责编：张梦

期刊来源：《自然•能源》

期刊编号：2058-7546

原文链接：