中国科学家成功研制闪冲长续航石墨烯超强电池

中科院上海硅酸盐所科学家成功研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。相关研究成果已发表在期刊《科学》上。

超级电容器，是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。然而，超级电容器并非“完美”，其核心问题在于，能量密度低。如何让超级电容器兼具高功率、高能量，长期以来科学家并没有找到理想材料。

为破解这一难题，中科院上海硅酸盐所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学，展开持续攻关。最终，黄富强研究团队发现，石墨烯是超级电容器电极的最佳选择。

黄富强介绍，与传统电极材料相比，石墨烯有四大突出优势：其一，高比表面积有利于产生高能量密度；第二，超高导电性有利于保持高功率密度；第三，化学结构丰富有利于引入赝电容，提高能量密度；第四，特殊的电子结构有利于优化结构与性能关系。

通过反复试验、设计、合成，黄富强团队发现，氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度，而且还可以通过使用水基电解液，做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。

据介绍，该新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制备，实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，且在快速充放方面优于锂电池，该“超级电池”可应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。