新能源汽車等產(chǎn)業(yè)推廣，對(duì)超級(jí)電容器呈現(xiàn)非常迫切的需求形勢(shì)，該項(xiàng)技術(shù)正在加緊研發(fā)，以便更好的進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。目前，石墨烯優(yōu)良的電極性能正被研發(fā)人員日益重視，兩者將實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合，共同發(fā)展。

超級(jí)電容器，也稱電化學(xué)電容器，是基于高比表面積炭電極/電解液界面產(chǎn)生的雙電層電容，或者基于過渡金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锏谋砻婕绑w相所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存。其構(gòu)造和電池類似，主要包括正負(fù)電極、電解液、隔膜和集流體。

作為一種新型儲(chǔ)能裝置，超級(jí)電容器具有輸出功率高、充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、安全且無污染等優(yōu)點(diǎn)，有望成為本世紀(jì)新型的綠色電源。傳統(tǒng)的超級(jí)電容器體積較大，不能適應(yīng)微型設(shè)備對(duì)于儲(chǔ)能器件體積較小的要求。因此，高性能微型超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)與制備，以及在微型系統(tǒng)中作為能量存儲(chǔ)單元的應(yīng)用是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

石墨烯在超級(jí)電容開發(fā)性應(yīng)用

眾所周知，電極材料是超級(jí)電容器的關(guān)鍵所在，它決定著電容器的主要性能指標(biāo)，如能量密度、功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性等。

由一層碳原子呈蜂窩狀有序排列而構(gòu)成的石墨烯已經(jīng)被證明是一種新型且高效的超級(jí)電容器電極材料。近日，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校工程及應(yīng)用科學(xué)學(xué)院理查德˙卡奈爾教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了以石墨烯為基礎(chǔ)的新型微型超級(jí)電容器。

令人非常興奮的是，該電容器不僅具有小巧的外形，更重要的是可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成充電，其充放電的速度比標(biāo)準(zhǔn)電池快數(shù)百倍甚至上千倍。

從上文可以看出石墨烯在超級(jí)電容開發(fā)上優(yōu)勢(shì)極為明顯，兩者融合性開發(fā)應(yīng)用將是未來研發(fā)重點(diǎn)。同時(shí)，美國(guó)國(guó)家能源局預(yù)測(cè)，超級(jí)電容器在全球市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將從2007年的40億美元(約合243.7億元人民幣)發(fā)展到2013年的120億美元(約合731億元人民幣)，石墨烯作為電極制成的超級(jí)電容器將在性能上有極大的提高。可以預(yù)計(jì)，隨著現(xiàn)代超級(jí)電容應(yīng)用市場(chǎng)增長(zhǎng)，石墨烯市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將同步擴(kuò)大，未來兩者將是相輔相成，共同向前發(fā)展的關(guān)系。