2015年國內(nèi)超級(jí)電容器市場(chǎng)有望達(dá)到73億元
2013年國內(nèi)超級(jí)電容器的市場(chǎng)規(guī)模在31億元人民幣左右,同比去年增加37.32%,到2015年,國內(nèi)超級(jí)電容器市場(chǎng)有望達(dá)到73億元,2012-2015年年均復(fù)合增速47.82%。交通運(yùn)輸用超級(jí)電容器將是支撐整個(gè)行業(yè)高速發(fā)展的最重要?jiǎng)恿,?015年將占到整個(gè)超級(jí)電容器一半以上的市場(chǎng)份額。超級(jí)電容器突出的特點(diǎn)使其可在許多領(lǐng)域包括新能源車中廣泛使用。超級(jí)電容器具有以下主要特點(diǎn):很高的功率密度;極長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命,可達(dá)10萬次以上;非常短的充電時(shí)間;貯存壽命極長(zhǎng),幾乎是無限的;可靠性高,維護(hù)工作極少;適用溫度范圍寬,可在-40~70℃使用,滿足車輛動(dòng)力系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的啟動(dòng),安全性高。
圖表1-2013-2015年中國超級(jí)電容器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)
近些年,隨著針對(duì)石墨烯這種"萬能材料"研究的不斷深入和國家對(duì)新能源領(lǐng)域的大力支持和投入,一些高校和科研院所,包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué),中科院物理研究所、金屬研究所、寧波材料所以及蘭州化物所等,都在積極開展石墨烯基微型超級(jí)電容器的研究工作。例如,清華大學(xué)科研人員成功制備了具有高倍率特性的三維石墨烯微型超級(jí)電容器,中科院蘭州化物所科研人員在國際上首次發(fā)現(xiàn)石墨烯量子點(diǎn)具有極好的電容特性,以其為電極材料制備的微型電容器具有極好的倍率特性和頻率響應(yīng)特性。
一個(gè)理想的微型超級(jí)電容器應(yīng)該同時(shí)包括高性能的電極材料、與之相匹配的電解液以及科學(xué)合理的電極結(jié)構(gòu)。電極材料方面,炭電極的導(dǎo)電性及循環(huán)穩(wěn)定性好,而金屬氧化物則可以存儲(chǔ)更多的電荷,因此,兩者的有效結(jié)合將會(huì)構(gòu)成非常理想的電極材料。電解液方面,離子液體可以顯著提高電容器器件的工作電壓、充放電持續(xù)時(shí)間以及使用溫度范圍。微型電極結(jié)構(gòu)方面,將電極做成立體三維結(jié)構(gòu)可獲得更大的表面積,有利于負(fù)載更多的電極活性物質(zhì)以及保證活性物質(zhì)的充分利用,從而有利于改善電容器電荷存儲(chǔ)性能。
因此,以石墨烯-納米金屬氧化物復(fù)合材料作為電化學(xué)活性材料,輔之以結(jié)構(gòu)合理的三維電極,并選擇合適的離子液體電解液,就有望實(shí)現(xiàn)制備兼具傳統(tǒng)電容器和鋰離子
電池雙重優(yōu)勢(shì)的儲(chǔ)能器件,這將會(huì)成為未來該領(lǐng)域的一個(gè)重要研究發(fā)展方向。
(責(zé)任編輯:王杰)