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  超級電容器是一種介于傳統電容器和電池之間的新型儲能元件，與傳 統電容器相比具有更大的容量，與二次電池相比具有更高的功率密度和更長的 充¤放電循環壽命。是一種新技術含量高的科技產品。超級電容器技術特點為：（1）比功率高（能夠提供幾百W¤Kg 到幾千W¤Kg的功率密度）；（2）大電流快速充電特性好；（3）電壓與容量的模塊化；（4）使用溫度范圍寬，為－40°C～＋70°C；（5）循環使用壽命長，可達10 萬次；（6）無污染，真正免維護；（7）價 格低；（8）不需冷卻及其它附屬設備。北京科技大學在（1）集電極材料；〔2〕高活性、高比表面積炭材料；〔3〕粘合劑和隔膜材料；〔4〕無機和有機電解質；〔5〕高電壓、大容量超級電容器等方面展了系統研究開發。前期開發出了作為混合動力電動車輔助電源用的超級電容器樣品.

研究成果于2011年發表在Energy & Environmental Science。2010年ISI公布該期刊影響因子為8.5，在主題分類《環境科學類》中排名第一，目前，國內累計發表在該期刊的論文不超過20篇。本研究成果獲得了該期刊專家的高度評價，在疏水性吸附材料的研究領域中處于前沿地位。（1）將少量HCMP-1摻雜到海綿中，改性后的海綿表現出超強疏水性、吸附能力比HCMP-1還要高。（2）原地再生工藝簡單，HCMP-1/海綿只吸附有機物不吸附水，再生過程中通過簡單的擠壓，就可將有機物排出。 由于海綿價格非常低廉，使得HCMP-1/海綿在大規模水處理、液-液分離等方面具有很強的市場和實用性。此外，HCMP-1/海綿循環使用20次后吸附能力不變，與傳統的吸附材料相比，實際工業應用中的運行費用將會顯著降低。

本項目產品目前超級電容器的致命缺陷，創新構建了以改性的碳納米管(CNTs)為骨架，在此基礎上合成以CNT為納米莖、片狀納米鎳基多元氧化物為枝葉的三維納米結構材料。由該材料體系結構作為超級電容器正極材料時，CNT形成一維電子“快速通道”，在充放電過程中，電荷能通過CNT快速通道進行超高速交換。而片狀納米鎳基氧化物具有巨大的表面積兼有非常強的電化學活性，使其贗電容效應的極具顯著。該材料體系結構的另外一重大優點為在電容器制備過程中可以高效地避免納米材料很容易出現的團聚現象，可以保證該三維納米結構能獲得最大的比表面積，從而使能量密度大大提高。因而，由該納米三維結構電極材料制備的超級電容器可以獲得了非常大的比電容、很大的能量密度和非常高的功率密度；更特別地，充電時間遠小于鋰離子電池和鉛酸電池，在充電設備允許情況下，充電時間可以減小到2分鐘以內；循環壽命也高于鋰離子電池10倍以上；并且該超級電容器具有非常高的可靠行，制備和使用都非常環保和安全。該項目產品不僅僅可以廣泛應用于原有的電容器應用領域，更特別地，可以代替現有巨大市場規模的鉛酸電池和鋰電池等二次電池而可廣泛應用于電動自行車、新能源汽車、電站儲能、工業電動運輸裝置、電動工具、便攜式電子設備、通訊基站的備用電源、軍事裝備（單兵備用電源、瞬時大推力陸用裝備、無人機、空間飛行器等）等，具有千億級的市場規模。 技術指標： ？ 能量密度：30-80Wh/kg（目前商業超級電容器的最高僅為8Wh/kg） ？ 功率密度：2-20kW/kg ？ 充電時間：小于5分鐘 ？ 循環壽命：大于5000次 項目產品的技術和性能優勢： ？ 超大的電容量：比傳統電容器容量高6個數量級，比現有商業化的超級電容器的比能量高10倍，已經超過鉛酸電池的能量密度。 ？ 超高功率：比鋰離子電池的功率密度高兩個數量級以上。 ？ 充電速度快：比鋰離子電池快10倍以上。 ？ 更長的充放電循環使用壽命：比鋰離子電池的壽命高1個數量級以上。 ？ 具有免維護：可隨時淺充、滿充和過充電、淺放電、全放電，對電池不會損害，無記憶效應。 ？ 高可靠性：超級電容器從生產至使用過程中，均不會出現鋰離子電池爆炸問題，即使在嚴重擠壓和高溫下也是安全可靠的。 ？ 環保無污染：從生產、使用到報廢回收，均不存在污染，是典型的綠色產品。 ？ 生產成本低，生產工藝兼容性好：電極材料的制備工藝兼容常規材料的制備工藝；電容器的制備工藝可以完全兼容鋰離子電池的生長設備，但工藝要求更加簡單。

該項目產品不僅僅可以廣泛應用于原有的電容器應用領域，更特別地，可以代替現有巨大市場規模的鉛酸電池和鋰電池等二次電池而可廣泛應用于電動自行車、新能源汽車、電站儲能、工業電動運輸裝置、電動工具、便攜式電子設備、通訊基站的備用電源、軍事裝備（單兵備用電源、瞬時大推力陸用裝備、無人機、空間飛行器等）等，具有千億級的市場規模。

本產品是在基礎理論突破、器件結構創新和工藝優化的結晶，從原理上解決了電容器和鋰離子電池儲能機理上的矛盾，可以同時實現高能量密度、高功率密度和長壽命，是目前唯一滿足USABC要求的電源。同時，通過工藝創新，實現了電源器件成本的大幅下降，度電成本僅為電容器的1/5。此外，該電源還可以根據不同的使用場合進行電源定制，滿足各種各樣的需求。本電源可以采用目前商業化的材料、工藝路線和設備，可以快速實現商業化，提高了產業化速度，降低了商業化的風險。

?  成果簡介：本系統由超級電容器組、發電機、電壓監控與充電控制模塊、整流模塊、保護電路等部件組成。系統輸出功率為1.5KW，充電時間為20s，工作溫度為-40℃～60℃，滿足國軍標相應環境適應性與電磁兼容性要求。作為大容量能量貯存裝置，適合為隨動系統、電動車輛等各類動力裝置提供工作能源。?  項目來源：自行開發?  技術領域：電子信息?  應用范圍：野外電源系統、后備電源、通信