材料小博士■近十年最大突破，超级电容器到底是何物？，特斯拉牵头
2020年2月 ， 汽车新能源的特斯拉宣布将牵手宁德时代 ， 宁德时代将向特斯拉提供“无钴电池” ， 而特斯拉中国在抖音宣布无钴不等于磷酸铁锂 ， 是特斯拉自家开发的全新电池 ， 具体技术将在4月份公布 。 特斯拉放大招 ， 其实也是想弥补能量密度不足 ， 降低成本 。 据一位接近特斯拉的相关人士透露 ， 该新电池是干电池技术+超级电容的组合 。
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（特斯拉汽车）
前几天材料小博士就针对特斯拉这一举措略有讲过新能源的问题 ， 有兴趣的小伙伴可以回看文章《特斯拉放大招！进攻“无钴电池”搅动股市 ， 究竟有多大本事？》 。 如今随着可持续发展观念进一步普及 ， 人们对生态环境和绿色能源重视度提高 ， 作为一种新型的储能元件 ， 超级电容因为不可替代的优越性 ， 受到越来越多的重视 ， 工程师们也已经开始在需要高功率 ， 高效率方案设计中使用超级电容器来代替蓄电池 。 所以材料小博士觉得有必要再跟大家具体讲讲这个超级电容器 。
超级电容器是个什么玩意儿？超级电容器 ， 是一种新型的具有远超传统电容器电容 ， 以及超高储能密度的电容器 。 与传统电容器不同 ， 超级电容器不再使用固态电介质 ， 而是使用静电双电层电容和电化学赝电容 。 主要被运用在太阳能光伏发电 ， 光热发电 ， 风能发电以及新能源汽车用电等领域 。
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1.静电双层电容器:使用碳材料电极达到传导电极和电解液的亥姆霍兹双层界面上的电荷分离 ， 这种电荷分离在空间上达到埃的量级（0.3纳米~0.8纳米） ， 远远小于传统电容器 。
2.电化学赝电容器:使用金属氧化物和高分子导电聚合物作为电极 ， 借助氧化还原反应和电吸附中的感应电荷转移来实现超高的电荷存储 ， 也是超级电容器的一种 。
【材料小博士■近十年最大突破，超级电容器到底是何物？，特斯拉牵头】
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（超级电容）
超级电容器为何被称为“近十年最大突破”呢？这是因为 ， 在和传统电容器做比较时 ， 超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的使用寿命等特点 。 而与锂离子电池相比 ， 超级电容器又具有更高的功率密度、更长的使用寿命及绿色环保等优点 。
另外超级电容器放电时其中的电荷从极板上直接流出 ， 并不是和传统电容器一样通过化学反应 。 这样特殊的结构 ， 放电电阻很小 ， 大电流放电能力很强 。 由于超级电容器内部没有化学反应 ， 这样能够使得能量转换效率很高 ， 充放电过程损失便会很小 。
另外超级电容器能在极低的温度（负40~70摄氏度）都可正常工作 。
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超级电容器作为一种新型的绿色能源储存装置 ， 为人类解决能源危机提出了可能 。 在应用方面 ， 提升超级电容器的性能 ， 离不开对电容器中组装/复合的石墨烯等二维层状材料的检测 。
首先 ， 大家得了解这种特殊的材料——石墨烯等二维层状材料 。
石墨烯等二维层状材料中的纳米片层不仅可为超级电容器的电化学反应提供独特的纳米级反应空间 ， 而且具有化学和结构上的氧化还原可逆性及纳米片层水平方向上离子或电子快速传输通道 ， 在提高电容器的能量密度、实现高比电容和高倍率等方面发挥着重要作用 。
而超级电容器中的化学成分多种多样 ， 通过对电极层复合材料组成进行分析 ， 有利于进一步暴露待测区域 ， 促进超级电容器中组装/复合的石墨烯等二维层状材料的检测的进行 。
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