新型儲(chǔ)能器成化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)

    日前，從有關(guān)部門獲悉，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究出新型儲(chǔ)能器.該所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室低維材料摩擦學(xué)研究組在石墨烯-離子液體基超級(jí)電容器研究方面取得新進(jìn)展。

    超級(jí)電容器是近年來新型能源器件的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它與常規(guī)電容器不同，其容量可達(dá)到法拉級(jí)甚至數(shù)萬法拉。作為一種理想的新型能源器件，具有內(nèi)阻小，充放電電流大，充放電效率高（90％~95％）、循環(huán)壽命長（幾萬至十萬次）、無污染等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的比功率和比能量介于常規(guī)電容器和充電電池之間，在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域里彌補(bǔ)了常規(guī)儲(chǔ)能器件的缺陷。

    這種新型的儲(chǔ)能器件，超級(jí)電容器因其具有功率密度高、循環(huán)壽命長、能瞬間大電流快速充放電、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、免維護(hù)、安全、無污染等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車、不間斷電源、航空航天、軍事等諸多領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景，備受各國政府和科學(xué)家的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

    研究人員利用電化學(xué)測試技術(shù)考察了石墨烯材料在離子液體/有機(jī)電解液中的電化學(xué)性能，著重研究了有機(jī)溶劑官能團(tuán)的不同對石墨烯電極材料超電容性能的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果篩選出了性能優(yōu)異的離子液體/有機(jī)電解液。

    電化學(xué)測試結(jié)果表明，石墨烯作為電極材料在離子液體/有機(jī)電解液中的電位窗口可達(dá)1.9 V，遠(yuǎn)高于水系電解液的1.0 V，同時(shí)其還具有高的能量密度；隨著陽離子烷基鏈長度的增加，石墨烯在離子液體/有機(jī)電解液中的電化學(xué)變差；石墨烯在離子液體/有機(jī)電解液1500次循環(huán)后，容量保持率為初始容量的120.8%，并表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究對于揭示離子液體/電極界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義，同時(shí)為改善和提高超級(jí)電容器的電位窗口以及能量密度提供了一種新的選擇。<