電池有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：能量密度（Wh／Kg）和功率密度（W／Kg）。其中，能量密度是電池每千克重量下可以存儲(chǔ)的能量重量；功率密度則是設(shè)備在充電和放電的時(shí)候可以多快地移動(dòng)能量。

一直以來，鋰電池以化學(xué)形式存儲(chǔ)能量，由于其能量密度較高而被廣泛使用，但是，鋰電池的充電速度相當(dāng)緩慢。

另一方面，超級(jí)電容器以靜態(tài)方式而不是以化學(xué)形式存儲(chǔ)能量，這意味著，超級(jí)電容器可以更快速地充電和放電，而不會(huì)降低其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這意味著，超級(jí)電容器具有非常高的功率密度，然而，這卻被其能量密度遠(yuǎn)低于化學(xué)電池的事實(shí)所抵消。

因此，科學(xué)家一直在尋找介于這兩者之間的設(shè)備，而混合超級(jí)電容器兼具兩者優(yōu)勢(shì)，在保持充電速度的情況下比常規(guī)超級(jí)電容器存儲(chǔ)更多的能量?；诖耍旌铣?jí)電容器的開發(fā)受到了科學(xué)家們的重視。

近日，來自昆士蘭科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日整合了兩種混合超級(jí)電容器設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)充電放電，相對(duì)于 NiMH 電池大幅改善了能量存儲(chǔ)性能。這種混合超級(jí)電容器具有電容型碳化鈦基負(fù)極和電池型石墨烯混合正極。

這種新型儲(chǔ)能裝置的能量密度接近金屬氫化物鎳電池，但同時(shí)還能提供超級(jí)電容級(jí)的超高功率，約為鋰電池的10倍。

功率密度雙向起作用，這意味著，電池組不會(huì)阻礙功率的輸出。在當(dāng)今的Plad ＋ Tesla擁有驚人的1100匹以上的馬力的情況下，基于混合動(dòng)力超級(jí)電容的等效產(chǎn)品將具有能夠?yàn)殡妱?dòng)機(jī)提供五倍功率的電池組。

QUT團(tuán)隊(duì)高興地注意到，這些混合超級(jí)電容器的使用壽命也比鋰離子電池在測(cè)試臺(tái)上的壽命長(zhǎng)一倍，在 10，000 次完整的充電／放電循環(huán)后仍可保持其初始存儲(chǔ)容量的 90％。

研究人員認(rèn)為，這種混合材料的美妙之處在于協(xié)同組合。這是一個(gè)雙贏的解決方案。這是朝著更便宜、更安全、更環(huán)保的儲(chǔ)能解決方案邁出的一步，因?yàn)殡娊庖菏撬缘模子诨厥铡?/p>

該研究結(jié)果已發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

文章來源： EEWORLD
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