张熊：高性能石墨烯基超级电容器的研究进展

 各位专家下午好！

目前， 大家都清楚超级电容器的特点，与传统电容器比具有较高的能量密度。与蓄电池比具有高的功率密度，充放电效率高，循环寿命长，安全性好，使用温度范围宽。

其目前的应用领域很广泛，包括消费电子、工业电子、汽车电子和新能源应用，有很广阔的应用前景。包括大家谈到应用的领域，国家层次也是中长期科学发展纲要，也是重要的前沿技术。

我们电工所主要是在电力行业中的应用，首先是发电，风力发电包括光伏发电。因为分机有一百多米高，我们要把维护费降下来。这是风光柴储能系统，蓄电池混合用电网的一个功率，避免产生能量的浪费，削减整个寿命。另外是轨道交通方面，整个储电是20多个。磁悬浮列车制动能量回收利用装置，主要是我们前面的刹车制动，总的回收效率是90%。

超级电容器储能的发展现状和储能市场是比较小的，包括在国外以及日本、韩国技术上的领先，是国际上的趋势。前面有老师讲到储能机理，主要有两类，混合类电容的目的是获得一个高的比能量。前面的专家也讲过，主要的问题是在大功率领域，电器材料是超电的补充部分，在目前也是有几点材料，包括炭材料和金属氧化物。另外是电解液的问题，成本虽然比较低，电压也比较低，离子液体是在室温下的。石墨烯大家多很清楚，超大理论比表面积，有高的导电率，有高的化学稳定性。

前期我们制备石墨烯，最经典的方法是氧化石墨，然后再剥离还原，难点是高分散性和高稳定性的石墨烯的还原。包括我们现在的活性炭材料，在石墨烯方面，制备一些多孔石墨烯，因为是提高到一个比表面积。第五个是结构可控多孔纳米炭材料的宏亮制备，前面我们发现了石墨烯的体积比例比较小，实际上制备的过程中是比较困难的。

我们想做一个软包装的石墨烯基超级电容器，包括软包装的离子液体。石墨烯我发现一个致命的问题，有很多的孔洞结构，实际上对于整个器械来说，吸附了大量的电解液，发现体积的压缩密度是比较低的，目前只有0.33，活性炭0.5以上，需要进一步提高。这是我们通过软包装，是整个器件的性能。主要是器械产量，7%到16%，包括李总说的至少是25%以上的活性物质。

我们另外也做了一些工作，分析了目前的一些电解材料，很多是属于日本的，关键的材料也是需要进口的，主要是稳定性的问题。这张图片是我们对一些隔膜的研究，这是做了1100F软包装的活性炭基超级电容器，需要进一步优化。

我们柔性储能器件，包括大量的储能电池，人体的电子设备需要一个高容量的，这是我们最近做的手环。我们还做了基于水凝胶的继承式固态柔性超级电容器，通过把电解质薄膜与复合水凝胶薄膜的反应来看，组成一体式的柔性。另外，通过串联和并联提高功率的输出。

最后做一个小结，我们探讨了采用化学还原法研究含氧官能基因对石墨烯电化学性的分析。石墨烯材料在超级电容器储能中体现非常好的性能而且石墨烯粉体材料由于体积蓬松、密度小，面积涂抹非常困难，如何提高石墨烯超级电容器的体积能量是非常难的。

另外一个是石墨烯活性炭复合电容器角度，也是可取的一种策略。一些关键技术和活性炭来说，主要是怎么提高国产化，另外是一个新材料和新体系的广泛应用。

时间关系，我就报告到这里，谢谢大家！