成功研发出高电压高能量密度电容石墨烯，真正解决国家超级电容炭被“卡脖子”问题

　　经过材启新材料团队的共同努力，材启新材料终于攻破电容石墨烯的种种技术难关，成功研发出高电压高能量密度超级电容电极材料电容石墨烯，这将真正解决国家超级电容炭被“卡脖子”问题。

　　众所周知，自工业革命以来，能源危机已经逐渐显现，由能源而引发的种种问题也在当今社会展露无疑。因此针对新能源的开发与应用愈发迫切，由能源危机引发的种种问题亟待解决。开发新型可再生能源成为当今社会的热点，然而利用可再生能源的前提是首先需将其转化为电能后才能加以利用，因此在新能源发展的整个过程还存在着一个亟待解决的关键技术性问题，即能量的存储。

　　目前，市场主流的储能器件有锂离子电池、超级电容器、燃料电池等，而他们又具有各自的应用特色。锂离子电池虽然能量密度高，但是快速充放问题一直很难突破并且伴随着一系列安全隐患，如自燃等隐患;与锂离子电池相比，超级电容器具有功率密度高、循环寿命长(50~100万次)、使用温度范围宽、安全可靠、环境友好等特点，因此市场发展势头十分强劲。超级电容器作为储能家族中重要的一员，展现出了优异的储能性能，目前超级电容器的能量密度已经得到很大的提升，能量密度已经不弱于早期的铅酸电池。如今市场对超级电容器的投资规模也与日俱增，据中商产业研究院预测，到2022年我国超级电容器市场规模有望达200亿元。

　　超级电容器按照储能机理可分为双电层超级电容器和赝电容超级电容器。超级电容器不仅能在新能源汽车、轨道交通、航空航天、电力电气、消费电子等众多领域;还在光伏、风电、机械能回收、智慧城市、国防建设等领域有着广泛的应用等。

　　超级电容器的电极材料是决定超级电容器性能优劣的重要影响因素，电极材料在超级电容器的成本中约占到30%~40% 的份额。超级电容器电极材料主要分为活性炭材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。从材料成本讲，电容活性炭材料是最经济的电极材料，但是国内的电容炭研发起步较晚，量产和应用滞后，因此我国超级电容器的电容炭90%依赖于进口，其中日本可乐丽活性炭电极材料占据我国的市场份额近70%，进口电容炭价格高达50万/吨，高端电容炭超100万/吨，这严重制约了我国超级电容器的发展。

　　经过材启新材料团队长期的不懈努力，终于实现高压高能量密度电容石墨烯的规模量产中试，年内进行扩大产线建设，预计产量可达150吨。材启新材料量产中试的电容石墨烯电极材料的性能经过大规模的测试，展现出了优异的比电容。在水系电解液中表现高达200 F/g 的质量比电容，超过市场上商用的超级电容炭，经过30000圈的循环测试，比电容未见明显的衰减，并且开发出不同种类的电容石墨烯，以满足于不同种类的电解液的使用，胜任于不同应用场景，使其拥有更高的能量密度、更宽的工作温度范围、更加安全环保等优良特性。经过测试，电容石墨烯在电压窗口为3 V时展现出34 Wh/kg 、3.5V 展现出45 Wh/kg、4 V 展现出60 Wh/kg的超高电极能量密度。材启电容石墨烯具有超高耐压性能，并且高电压的脉冲不会对电极材料造成明显的损伤。材启电容石墨烯在超级电容的使用上，与目前商用电容炭相比展现出了优异性能。材启新材料量产的电容石墨烯的预售价与目前市场上的电容炭以及石墨烯的售价相比将更具有的竞争力。

　　深圳材启新材料有限公司

　　20221029