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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
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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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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
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北极星储能网获悉,9月10日,2024年8月动力电池月度信息发布。8月,我国动力电池、储能电池及少量小动力电池合计产量为101.3GWh,环比增长10.4%,同比增长36.8%。1-8月电池累计产量为623.1GWh,累计同比增长36.3%。其中磷酸铁锂电池8月产量76.3GWh、占比已超过75.3%,1-8月累计产量446.9GWh、占比超71.
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近日,据外媒报道,瑞典电池制造商Northvolt正在放缓其加拿大电池工厂的进度。该公司位于蒙特利尔南岸的电池大型工厂原定于2026年投产,不过最近确认有可能延迟长达18个月至2028年投产。消息显示,政府正在对Northvolt进行持续的战略审查(预计将于今年秋天得出结果)。Northvolt对其表示,目前该项目
中广核山东莱州土山储能项目,是目前国内首套“全时域多元调频储能”项目,该系统是思源清能自主研发与生产的储能系统,项目配置244MW/488MWh锂电池储能系统+4MW/30s超级电容储能系统,提供现货交易及调频调峰等辅助服务。于2024年9月4日成功交付。客户至上,高效服务我们始终坚持“客户至上”的原则,
北极星储能网获悉,9月2日,甘肃张掖临泽县上谷智造(张掖)新能源有限公司年产6GWh新型锂电池产业园一期项目举行开工仪式。项目总投资22亿元,分两期建设,一期主要建设3GWh新型锂电池电芯和3GWh锂电池总成生产线各一条,建成后预计可实现年产值32亿元。
黑龙江石墨提纯加工中心9月3日在鹤岗市揭牌成立,将力争打造中国国内产能规模最大、综合成本最具竞争优势、绿色低碳环保的一流石墨提纯加工产业聚集地。石墨是新能源、新材料、电子信息、航空航天、国防军工等战略性新兴产业不可或缺的关键原材料,被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”。近年来
据海关统计,2024年上半年,广东省出口锂离子蓄电池(简称“锂电池”)448.6亿人民币,较去年同期(下同)下降14.8%。2024年上半年广东省锂电池出口的主要特点:一是一般贸易方式出口占比近8成。以一般贸易方式出口349.4亿元,下降14.4%,占同期广东省锂电池出口总值的(下同)77.9%;以加工贸易方式出
北极星储能网获悉,8月29日,辽宁省发展改革委发布对省政协十三届二次会议关于加快建设清洁能源强省(第143号)提案的答复。文件提出,辽宁省有序推进储能电站建设,推进电力源网荷储一体化和多能互补发展。2024年,印发《关于印发全省2024年度第一批新型储能电站项目的通知》,在新能源富集地区及负荷
隔膜曾是锂电池主要材料中毛利率最高的产品之一,2023年以前隔膜行业头部企业常年保持40%-50%的超高毛利率。然而,伴随行业的激烈洗牌,产业供需矛盾的加剧,隔膜领域的毛利率已经大不如前。比如,龙头老大恩捷股份的毛利率在2022年上半年曾高达50.02%,但到了2023年则下降至37.43%。再到今年一季度,
德国户储企业Senec正在用新的LFP磷酸铁锂电池替换原有的三元电池,现如今已经更换了大约5000个电池模块,原因是这些电池模块曾经发生过技术问题和火灾。同时,公司还表示LFP磷酸铁锂电池相较于其他的电池,更为安全且高效耐用。早在2022年Senec的储能系统就发生过三起爆炸事件,其中在巴登-符腾堡州的
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