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采用从全固态电池中借用的固体电解质制造的新型耐热高容量电容器,中国机械网,okmao.com
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采用从全固态电池中借用的固体电解质制造的新型耐热高容量电容器
2022年08月21日    新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

电容器是储能装置鈥攃由两个电极和一个电解液组成鈥攖由于电极-电解质界面处的电荷吸附和解吸特性,hat能够快速充电和放电。由于电容器的储能不涉及化学反应,其储能容量低于锂离子电池,但它们可用于需要在高电流下重复充电的可再生能源的功率均衡、火车和电动或混合动力汽车的再生制动能量、以及在高电流条件下的能量平衡,以及防止由于雷击引起的设备故障的瞬时压降补偿装置。在不久的将来,它们也有望用于为可穿戴设备储存能量。

大多数电容器使用低沸点的液体电解质,只能在低于80℃的温度下使用鈩? 使用固体无机材料作为电介质的陶瓷电容器可在高于80℃的温度下使用鈩? 但它们的存储容量远低于液体电解质电容器,这限制了它们在电子电路中的应用。

为了增加电容器的能量存储,需要在电极和电解质之间的界面处具有大的接触面积。使用固体电解质难以形成大的接触面积;因此,长期以来,人们一直希望创建具有高存储容量的电容器,该电容器也可以在高温下工作。

由大阪都市大学工程研究生院的Akitoshi Hayashi教授领导的一个研究小组开发了一种高度可变形的固体电解质,使其与电极具有大的接触面积,该电解质被开发用于氧化物基全固态电池。

在这项研究中,他们使用相同的高度可变形的固体电解质和碳制造了一种复合材料,然后用它来构建体型全固态电容器的两个电极。该电容器能够在200-300℃的温度下进行高电流密度和高容量充电和放电掳C、 创造了世界上第一个大容量全固态电容器。研究人员预计,他们的电容器将用于改善高温环境下的技术,由于这些技术限制,以前无法开发。

“实现这种电容器的关键是采用我们为全固态锂电池开发的固体氧化物电解质鈥攚它结合了优异的变形性和锂离子导电性鈥攁并将其应用于电容器,”Hayashi教授解释道。

在未来,研究人员希望通过控制固体电解质和碳之间的化学反应,然后将它们与锂离子电池中使用的正极材料结合,来构建具有更高能量密度的全固态混合电容器。

这项研究发表在《电源杂志》上。

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