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国家“青年千人计划”专家、华中科技大学教授王帅研究团队长期致力于柔性材料及器件的研究,近期在超快柔性储能研究方面取得突破性进展。
据了解,超级电容器具有“使用寿命长、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度”的四大显著特点,具有广泛的应用前景。因此,超级电容器的研究受到高度关注。目前,基于碳材料的双电层电容器具有超高的功率密度,但其能量密度远低于可再充锂离子电池;而基于过渡金属氧化物的赝电容材料展现出较高的能量密度。将两者完美结合构建混杂型纳米复合材料,既能克服各自的缺点又能发挥各自的优势,有望推进高能量密度的超级电容器的工业化。
该研究团队成员吕其英博士在《纳米快报》(Nano Letters)在线刊发了关于氮掺杂碳管/金掺杂二氧化锰的全固态薄膜超级电容器的研究论文,论文题目为《Solid-State Thin-Film Supercapacitors with Ultrafast Charge/Disge Based on N-Doped-Carbon-Tubes/Au- Nanoparticles-Doped-MnO2 Nanocomposites》(NanoLett.,2015,DOI:10.1021/acs.nanolett.5b02489)。此研究是采用模板法在碳布基底上组装氮掺杂碳管/金掺杂二氧化锰的三维中空纳米复合电极,并以此电极分别组装成对称和非对称(多孔三氧化二铁纳米柱作为负极)的全固态薄膜超级电容器,充分利用纳米材料的多方面优势加速电子在活性材料中的传递,进而实现超级电容器的快速充电。这两种薄膜器件均具有较高的功率密度和能量密度,更重要的是,所组装的非对称的全固态薄膜器件可展现出超快速充电能力(10V/s),比常规电容器的充电时间快10-100倍,能在几秒内完成充电,且在经过5000次充放电仍能保持97%的比电容。并且这种超级电容器有望与电池结合,组装成混合型超级电容器,进而实现工业化。这是国际上基于金属氧化物赝电容薄膜型超级电容器研究领域的一个重大突破。
过渡金属氧化物的赝电容材料的导电性普遍较差,严重制约了其性能以及在工业中的实际应用。吕其英博士另辟蹊径,采用电沉积方法在氧化锌纳米柱上生长金掺杂α-型二氧化锰纳米复合膜,首次解决了α-型二氧化锰导电性差的缺点,为实现α-型二氧化锰在超级电容器中应用提供了重要的理论依据和设计方向。此项研究是采用电沉积方法在氧化锌纳米柱上生长金掺杂α-二氧化锰纳米复合膜,得到电化学性能优异的三维纳米复合材料,通过理论计算进一步验证了该方法能使金原子巧妙地掺杂进入α-二氧化锰的晶格,从本质上提高了α-型二氧化锰的导电性,解决了α-型二氧化锰导电性差的缺点,实现了二氧化锰中的锰原子在能量存储过程中的充分利用,因此,其质量比电容(可达1305F/g)得到空前提高,与其理论电容值(1380F/g)非常接近。采用该纳米复合材料作为阳极、石墨烯-碳纳米管复合材料作为阴极,组装成超级电容器器件,该器件具有较宽的工作电势窗口(1.8V)和超高的能量密度(101Wh/kg),该能量密度堪与锂电池(100~200Wh/kg)相媲美。这种金原子掺杂α-型二氧化锰的方法简单易控,可操作性强,且可以推广到更为广泛的储能研究领域,比如锂离子电池、燃料电池等。相关最新研究论文(《Ultrahigh Capacitive Performance of Three-Dimensional Electrode Nanomaterials Based on α-MnO2 Nanocrystallines Induced by Doping Au through A-Scale Channels》)被NanoEnergy接收。
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日前,内蒙古工业大学阿如罕教授课题组在《RareMetals》期刊上发表了题为“Mechanismresearchprogressontransitionmetalcompoundelectrodematerialsforsupercapacitors”的综述文章,分析总结过渡金属化合物用作超级电容器电极材料的研究进展。该研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目、内蒙古自然
在双碳目标指引下新能源发展迅速,电力系统能源结构日趋复杂,负荷随机性波动频繁,加剧了电网频率波动。而国内电力系统的调频任务主要由发电机组承担,存在响应速度慢、控制精度低的问题。维持电网频率在合理范围内,实现负荷需求保持平衡,灵活调频显得十分必要。大唐鲁北公司2台330兆瓦机组大唐鲁北
北极星储能网获悉,2月2日消息,有投资者在互动平台向ST金时提问:请问公司投资的新能源超级电容用途广泛吗?公司回答表示:超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,主要应用于国防军工、轨道交通、城市公交、起重机械势能回收、发电与智能电网、消费电子等领域。
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北极星储能网获悉,1月25日国家能源集团发布新能源院1MW/5MIN超级电容器储能系统公开招标中标候选人公示。中标候选人情况如下:第一中标候选人:南京南瑞继保工程技术有限公司,报价706.2万元。第二中标候选人:煜邦智源科技(嘉兴)有限公司,报价634.015万元。本超级电容器储能系统容量为≥1MW/5min
1月18日获悉,山东淄博供电公司的储能式大电流短路冲击试验室顺利通过验收,标志着该公司成为国网山东省电力公司首家具备储能式大电流短路冲击试验检测能力的地市级供电公司。淄博供电公司于2019年开始试点建设储能式大电流短路冲击试验室,并先后完成两期实验室改造升级。该试验室配置的大容量储能式
北极星储能网获悉,12月6日,华电电力科学研究院2MW超级电容储能系统集成试制、2MW飞轮储能系统集成试制招标。项目地址位于浙江杭州,2MW超级电容储能系统集成试制要求投标人提供(2018年至投标截止日)超级电容储能项目业绩至少1项或锂电储能业绩3项;2MW飞轮储能系统集成试制要求投标人提供(2018年1
11月1日,广东能源集团20兆瓦新型储能系统示范项目(以下简称“新型储能系统示范项目”)并网投产,该项目是广东省首个“锂电+超级电容器”火储联合调频项目,已列入国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项。新型储能系统示范项目场址位于广东省珠海市,通过创新性采用“16MW/8MWh磷酸铁锂电
北极星储能网获悉,日前,力神电池所属天津力神超电科技有限公司完成新型超级电容器单体及其首个高电压模组产品研制。据悉,该产品采用国内领先的结构设计,稳定性高,同时整个装配生产过程采用全自动生产线,整条产线布置MES系统,对每道工序、每个产品实现全程可监控、追溯,有效保证生产产品质量及
近日,许继集团承接的华能集团福建罗源电厂超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频示范项目全功率投运成功,标志着“超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频技术研究及示范应用”项目成功实施,该项目也是国内首个大容量超级电容混合储能调频项目。许继为该项目提供了8套2.5MW储能调频PCS升压一体机系统和6
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合肥工业大学科研团队制备出一种高强度、自支撑、超薄透明的石墨烯薄膜,并将其组装为全固态柔性超级电容器,为下一代柔性电子器件的研发开辟了新路径。该校教授怀萍科研团队与中国科技大学、南京大学等合作,通过单分子原子力显微镜测量手段,在11种不同有机分子中发现了与氧化石墨烯之间的作用力最强
摘要:同锂离子电池相比,全固态锂电池不仅安全性好,而且在提高比能量、比功率密度以及循环性能方面也有更大的空间,从而得到广泛关注。在现有全固态锂电池中全固态薄膜锂电池(TFB)的制备工艺成熟,电池性能优异,已率先实现了商品化生产。同传统的锂离子电池不同,TFB的主要制备方法是物理成膜形成致
美国能源部下属的橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家设计出了一种全新的全固态锂硫电池,其能量密度约为目前电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,且成本更低廉。几十年来,科学家们一直很看好锂硫电池,其比锂离子电池效率高且成本低,但寿命短是其最大弱点,因此一直未被商用。另外,电池内使用液体电解质也成为科学家们的桎梏。现在,ORNL研究团队的新设计清除了这些障碍。首先,他们合成了一种富含硫的新物质并将其作为电池的阴极,其能传导锂离子和传统电池阴极中使用的硫金属锂化物。随后,再将其同由锂制成的阳极以及固体电解质(也由ORNL的研究人员研发而成)结合在一起,制造出
蓄电池发展至今已有150年的历史了,然而电池的构造却并未发生大的变化。无论使用哪种电化学体系(如铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池),电极需要被液态的电解质浸润,并与之发生反应,从而产生电流。这种固态和液态并存的结构不可避免地导致了电池的体积偏大,并且存在漏液的危险。因此,全固态的电池结构被广泛认为是一种更诱人的解决方案。以锂离子电池为例:将易燃的液态电解质替换为无机的陶瓷材料,电池的体积可以减少一半,并且不存在任何安全隐患。然而,高电导率固态电解质材料的缺失大大阻碍了全固态电池的发展,同时全固态电池的生产也对设备和工艺提出了更高的要求。使用薄膜沉积的技术
自去年以来,全球新能源车市场对磷酸铁锂电池的需求呈现爆发态势,不少跨国车企与国内外电池厂商密集签订长期协议,开始供货时间大部分集中于今年和明年。就在上个月,福特汽车与宁德时代签订5年供货协议,锁定2026-2030年磷酸铁锂电池稳定供应,包括神行超充电池,2026年起应用于新车型。此前,雷
北极星储能网获悉,3月14日,浙江省丽水市遂昌县人民政府正式发布了《蔚孚科技(丽水)有限公司新能源汽车电池前驱体材料生产和循环再生项目》的环境影响评价信息公示,标志着该项目正式进入公众监督与评估阶段。该项目计划总投资额高达1.2亿元人民币,选址于浙江遂昌经济开发区龙板山区块013号地块,
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IEA数据显示,2024年,全球电动汽车销量增长25%至1700万辆,电池年需求量首次突破1TWh;全球电池产能达3TWh,如果目前官宣项目全部建成,未来5年,电池产能有望再增加3倍。近日,国际能源署(IEA)发布最新报告指出,随着需求的急剧上升以及价格持续的下降,全球电池市场规模正在快速扩张。IEA数据显示
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北极星储能网获悉,3月17日,国家市场监管总局发布关于征求《点火枪安全规范》等26项拟立项强制性国家标准项目意见的通知。其中包含《锂离子电池系统能效限定值及能效等级》标准计划。《锂离子电池系统能效限定值及能效等级》由国家标准委提出,委托全国能源基础与管理标准化技术委员会执行。主要起草
作者:陈峥彭月胡竞元申江卫肖仁鑫夏雪磊单位:昆明理工大学交通工程学院引用:陈峥,彭月,胡竞元,等.基于短期充电数据和增强鲸鱼优化算法的锂离子电池容量预测[J].储能科学与技术,2025,14(1):319-330.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0686本文亮点:1.仅利用前30分钟充电数据且采样间隔为30秒的数
北极星储能网获悉,近日,贵州大龙开发区北部工业园区的贵州嘉尚新能源材料有限公司年产25万吨锂离子电池正极材料产业园项目二期的厂房钢结构主体已全部完工,项目整体综合完成率达96%左右,现正在做一些收尾工作,室内在进行吊顶装修、地坪硬化等,室外在进行附属设施施工,包含室外管网、室外绿化、
LGEnergySolution(LGES)公司计划今年开始在美国生产用于固定式储能系统的磷酸铁锂电池。LGES公司2月18日向韩国证券交易所披露,该公司董事会已经决定向其在美国密歇根州运营的子公司LGEnergyStorageMichigan公司提供债务担保。LGEnergyStorageMichigan公司在密歇根州霍兰德运营了一座电池生产工厂。
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北极星储能网获悉,3月11日,江苏滨海县人民政府发布盐城市源之曻储能科技有限公司)滨海县年产20GWh储能锂电池产业制造项目(一期10GWh)公示。该项目投资总额500000万元(一期300000万元),位于江苏省盐城市滨海县黄海新区滨海片区滨响大道南侧、海宝路西侧。附件信息显示,源之曻年产20GWh储能锂电
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