新型儲能器成化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點

    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能器.該所固體潤滑國家重點實驗室低維材料摩擦學(xué)研究組在石墨烯-離子液體基超級電容器研究方面取得新進展。

    超級電容器是近年來新型能源器件的一個研究熱點，它與常規(guī)電容器不同，其容量可達到法拉級甚至數(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）、無污染等獨特的優(yōu)點。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)域里彌補了常規(guī)儲能器件的缺陷。

    這種新型的儲能器件，超級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、安全、無污染等特點，在電動汽車、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，成為當前化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點之一。

    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/有機電解液中的電化學(xué)性能，著重研究了有機溶劑官能團的不同對石墨烯電極材料超電容性能的影響，并根據(jù)實驗結(jié)果篩選出了性能優(yōu)異的離子液體/有機電解液。

    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/有機電解液中的電位窗口可達1.9 V，遠高于水系電解液的1.0 V，同時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/有機電解液中的電化學(xué)變差；石墨烯在離子液體/有機電解液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，同時為改善和提高超級電容器的電位窗口以及能量密度提供了一種新的選擇。<