超级电容器有望降低成本，锂电池或将换代

超级电容器是一种性能介于物理电容器和二次电池之间的新型储能器件，兼有物理电容器的功率密度大和二次电池的能量密度高的特点，此外，超级电容器还具有效率高、循环寿命长等显著特点。未来，在电动汽车、信息通讯、航空航天及军工等领域具有广泛的应用前景。

电动汽车行业的引领者特斯拉CEO马斯克认为，锂电将过很快过时，超级电容将在未来成为汽车的主要能源设备。超级电容器不仅可以用来满足汽车在启动、加速、爬坡时的高功率要求，随着电容量的增加，它的优势将全面超过锂电，更关键的是，汽车充电时间将不再需要等太久，也许在几分钟内就能完成一辆车的充电。

目前，超级电容器技术最先进的国家是美、日、俄，中国在这方面也有所建树。超级电容器主要由集流体、电极、电解质和隔膜等部分组成，其中电极材料是影响超级电容器性能和生产成本的关键因素，开发高性能、低成本的电极材料是超级电容器研究工作的主要内容。目前，国内研究超级电容器电极的主要方向是石墨烯和碳纳米管。

2017年7月18日，美国华盛顿大学的研究人员开发了一种制造超级电容器电极的系统，它比传统方法更快更便宜，该技术的关键就是在碳电极中复合了纳米二硫化钨。

据了解，为了获得高效电极的高表面积，该团队使用气凝胶方案。在超级电容器领域，气凝胶方案是最具前景的电极制造方案。一直以来，气凝胶的主要材料是碳，炭凝胶具有导电性好、比表面积大、密度变化范围广等特点，是制备双电层电容器的理想电极材，但是炭气凝胶的缺陷是原材料昂贵、制备工艺复杂、生产周期长、规模化生困难大，是只能存在于实验室中的方案。

为了改善碳气凝胶的性能，使合成过程更便宜，更容易。研究人员尝试在炭凝胶电极中添加石墨烯，但遗憾的是石墨烯没有作用，于是改用二硫化钨，效果居然意想不到的好。

研究人员用高频声波处理了二硫化钨，将其分解成薄片，并将其并入富含碳的凝胶基质中。二硫化钨可以在不到两个小时内合成一个满载的湿凝胶，而其它材料需要很多天。

在获得干燥，低密度的气凝胶之后，将它与粘合剂和另一种富含碳的材料相结合，形成了一种工业“面团”，研究人员从面团中切割半英寸的光盘，并将其组装成简单的纽扣电池外壳。对电池测试表明，添加二硫化钨的电极电容比单独碳气凝胶至少高出127％，当然最重要的是，整个制造过程只花了几个小时。

此外，研究人员还发现，复合了二硫化钨的炭气凝胶可以保持足够稳定以催化氢气产生，不仅不影响气凝胶的结构，还显示出良好的循环稳定性，在2000次循环中没有电容损失，这表明了这种电极的使用寿命将非常的长。

“在工业应用中，时间就是金钱”当需要几个星期才完成的工序缩短到几个小时，那所节约的成本将是非常可观的，研究人员认为它们的研究成果大幅推进了超级电容器的发展，为超级电容器的规模化量产铺平了道路，在之后的日子只需再对这项研究成果进行微调，就可以开始推广。（中钨在线：伟平）

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