英國倫敦大學學院研究人員克服了大功率、快速充電的超級電容器面臨的普遍問題，設計了一款既可快速充電又具備高能量和功率密度的超級電容器。

蓋世汽車訊 據外媒報道，英國倫敦大學學院（University College London）的研究人員研發(fā)了一款超級電容器，雖然仍處于概念驗證階段，仍顯示出了巨大潛力，可作為便攜式電源，用于電動汽車、手機和可穿戴技術等。該款電容器解決了大功率、快速充電的超級電容器面臨的問題，即它們通常不能在一個小空間內存儲大量能量。

（圖片來源：英國倫敦大學學院）

研究人員表示：“我們設計的材料可以讓該超級電容器擁有高功率密度（決定其充放電的速度）以及高能量密度（決定其可以運行多久）。正常情況下，超級電容器只具備上述兩個特點之一，不過該款超級電容器具備了這兩個特點，是一個重大突破?！?“此外，該超級電容器可以彎曲180度而不影響性能，而且不使用液體電解質，從而將爆炸風險降至最低，可完美集成到可彎曲的手機或可穿戴電子產品中?！?/p>

該研究小組由化學家、工程師和物理學家組成，正在利用一種創(chuàng)新型石墨烯電極材料設計新超級電容器，此種材料的孔隙可以改變，能夠更有效地存儲電荷，從而將該超級電容器的能量密度達到創(chuàng)紀錄的88.1 Wh/L，這也是有史以來，能量密度最高的碳基超級電容器。

類似的快速充電商用技術的能量密度相對較低，為5-8 Wh/L，而傳統(tǒng)的慢速充電但運行時間較長的電動汽車鉛酸電池的能量密度通常為50-90 Wh/L。盡管該研究團隊研發(fā)的超級電容器的能量密度與最先進的鉛酸電池相當，不過其功率密度比鉛酸電池高出兩個數(shù)量級，達到了10,000 W/L。

倫敦大學學院數(shù)學與物理科學系主任兼化學系教授Ivan Parkin表示：“成功在一個緊湊的系統(tǒng)中安全地存儲大量能量，是朝著改進能量存儲技術邁出的重要一步。我們展示了該款超級電容器充電快、能夠控制其能量輸入、還具備良好的耐用性和靈活性，是研發(fā)微型化電子產品和電動汽車的理想選擇。想象一下，只需10分鐘就可以為電動汽車充滿電，或者只需幾分鐘就可以給手機充滿電，然后就可以持續(xù)使用手機一天?！?/p>

研究人員們采用多層石墨烯制成電極，創(chuàng)造出一種密度大但多孔的材料，能夠捕捉不同大小的帶電離子。他們采用了各種技術描述該材料的特征，發(fā)現(xiàn)當空隙大小與電解質中離子的直徑相匹配時，該材料的性能最佳。經過優(yōu)化的材料形成一層薄膜，用于打造一個同時具備高功率和高能量密度的概念驗證裝置。

該款超級電容器大小為6cm x 6cm，由兩個相同的電極制成，電極在凝膠狀物質的兩邊分層堆積，而該凝膠狀物質可充當轉移電荷的化學介質。當該超級電容器被用于為數(shù)十個LED燈供電時，發(fā)現(xiàn)其具備強大的靈活性和穩(wěn)定性。

即使該超級電容器被彎曲180度，其性能也與幾乎沒被彎曲時一樣，在5000次充放電循環(huán)后，容量仍保持為97.8%。