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山西石墨烯高性能電容器技術研發獲重大進展

作者: 2016年05月16日 來源:互聯網 瀏覽量:
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石墨烯被譽為“改變21世紀的神奇材料”,且因其獨特的電學、力學、熱學和光學性能及較高比表面積,近年來受到極大重視。歐美各國政府和IBM、巴斯夫、拜耳、空客和三星等公司均在積極部署石墨烯及其應用技術研發。石

  石墨烯被譽為“改變21世紀的神奇材料”,且因其獨特的電學、力學、熱學和光學性能及較高比表面積,近年來受到極大重視。歐美各國政府和IBM、巴斯夫、拜耳、空客和三星等公司均在積極部署石墨烯及其應用技術研發。石墨烯還被列入中國新材料產業“十三五”規劃,進一步明確了其國家層面的戰略地位。其中,石墨烯儲能應用受到格外關注,有望帶來儲能技術“顛覆性”突破。2014年,中科院山西煤炭化學研究所聯合山西三維集團股份有限公司,通過公開招標共同承擔了“石墨烯儲能-高性能超級電容器技術開發”煤基低碳重點科技攻關計劃項目。

  
  該項目基于先進石墨烯材料,秉持“料要成材、材要成器、器要成用”的研發理念,通過石墨烯復合電極材料開發、超級電容器組裝與應用示范,打造石墨烯儲能應用創新鏈。
  
  項目立項以來,煤化所與晉能集團產研合作,開發了石墨烯低成本可控生產技術,突破氧化石墨可控合成、純化和熱還原技術難題,研制出高效純化和連續膨化爐等專用設備。完成噸級中試示范,形成10噸級工藝軟件包。產品經清華大學和中科院電工所第三方檢測,石墨烯粉體比表面積>600m2/g,純度>99.9wt%,技術指標國內遙遙領先,引領了中國高品質石墨烯生產技術。同時,煤化所與三維集團聯合,建成國際先進的儲能器件無塵組裝中試平臺。開發了綠色環保、低能耗的水系電極制備工藝,解決了一直以來困擾石墨烯應用的分散問題,掌握了石墨烯電極漿料制備技術,成本降低25%。突破電極材料均勻可控涂布技術,形成高質量極片,研制了大功率柱狀和疊片式電芯,為石墨烯超級電容器示范應用提供了保障。所研制的石墨烯超級電容器可實現大功率(>7kW/kg)、快速(2分鐘內)充放電,同時具有循環壽命長(>20萬次)等優點。產品將推廣應用于純電動公交車、混合動力汽車和軌道交通能量回收等領域,同時作為有功補償和能量儲存元件,應用于光伏等新能源并網、風電變槳及智能電網等領域。
  
  本項目的技術突破,確立了石墨烯儲能技術在國內外的優勢地位,為石墨烯從“制造”到相關高性能產品的“創造”形成了良好開端,將助力山西省乃至我國新能源產業的發展。

       (原標題:西省石墨烯儲能-高性能超級電容器技術開發取得重大進展)

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標簽:石墨烯 電容器

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