超級電容器有望降低成本，鋰電池或將換代

超級電容器是一種性能介於物理電容器和二次電池之間的新型儲能器件，兼有物理電容器的功率密度大和二次電池的能量密度高的特點，此外，超級電容器還具有效率高、迴圈壽命長等顯著特點。未來，在電動汽車、資訊通訊、航空航太及軍工等領域具有廣泛的應用前景。

電動汽車行業的引領者特斯拉CEO馬斯克認為，鋰電將過很快過時，超級電容將在未來成為汽車的主要能源設備。超級電容器不僅可以用來滿足汽車在啟動、加速、爬坡時的高功率要求，隨著電容量的增加，它的優勢將全面超過鋰電，更關鍵的是，汽車充電時間將不再需要等太久，也許在幾分鐘內就能完成一輛車的充電。

目前，超級電容器技術最先進的國家是美、日、俄，中國在這方面也有所建樹。超級電容器主要由集流體、電極、電解質和隔膜等部分組成，其中電極材料是影響超級電容器性能和生產成本的關鍵因素，開發高性能、低成本的電極材料是超級電容器研究工作的主要內容。目前，國內研究超級電容器電極的主要方向是石墨烯和碳納米管。

2017年7月18日，美國華盛頓大學的研究人員開發了一種製造超級電容器電極的系統，它比傳統方法更快更便宜，該技術的關鍵就是在碳電極中複合了納米二硫化鎢。

據瞭解，為了獲得高效電極的高表面積，該團隊使用氣凝膠方案。在超級電容器領域，氣凝膠方案是最具前景的電極製造方案。一直以來，氣凝膠的主要材料是碳，炭凝膠具有導電性好、比表面積大、密度變化範圍廣等特點，是製備雙電層電容器的理想電極材，但是炭氣凝膠的缺陷是原材料昂貴、製備工藝複雜、生產週期長、規模化生困難大，是只能存在於實驗室中的方案。

為了改善碳氣凝膠的性能，使合成過程更便宜，更容易。研究人員嘗試在炭凝膠電極中添加石墨烯，但遺憾的是石墨烯沒有作用，於是改用二硫化鎢，效果居然意想不到的好。

研究人員用高頻聲波處理了二硫化鎢，將其分解成薄片，並將其併入富含碳的凝膠基質中。二硫化鎢可以在不到兩個小時內合成一個滿載的濕凝膠，而其它材料需要很多天。

在獲得乾燥，低密度的氣凝膠之後，將它與粘合劑和另一種富含碳的材料相結合，形成了一種工業“麵團”，研究人員從麵團中切割半英寸的光碟，並將其組裝成簡單的紐扣電池外殼。對電池測試表明，添加二硫化鎢的電極電容比單獨碳氣凝膠至少高出127％，當然最重要的是，整個製造過程只花了幾個小時。

此外，研究人員還發現，複合了二硫化鎢的炭氣凝膠可以保持足夠穩定以催化氫氣產生，不僅不影響氣凝膠的結構，還顯示出良好的迴圈穩定性，在2000次迴圈中沒有電容損失，這表明了這種電極的使用壽命將非常的長。

“在工業應用中，時間就是金錢”當需要幾個星期才完成的工序縮短到幾個小時，那所節約的成本將是非常可觀的，研究人員認為它們的研究成果大幅推進了超級電容器的發展，為超級電容器的規模化量產鋪平了道路，在之後的日子只需再對這項研究成果進行微調，就可以開始推廣。