科学家发明出快充混合超级电容器

　　 对智能手机、平板电脑、笔记本电脑和其他个人便携式电子产品大幅上涨的需求，把电池技术带到了电子研究的前沿。纵然电子设备已在大踏步地发展着，电池发展之缓慢还是阻碍了电子技术的进步。

　　现在，加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所（CNSI）的研究人员已经成功地把两种纳米材料结合起来发明出一种新型储能介质，该介质结合了电池和超级电容器的突出优势。

　　超级电容器是一种可以在几秒钟内而不是数小时内完成100万次充放电的电化学元器件。然而与电池不同的是，它们并不能储存足够的电量去运行电脑和手机。

　　而新型混合超级电容器可以储存大量的电能、快速充放电同时使用周期可以超过10000次充放电。CNSI的科学家们同时也发明了一种微型超级电容器，尺寸小到可以用于可穿戴设备甚至可植入设备。由于微型超级电容器的厚度只有纸张的五分之一，它可以储存典型薄膜锂电池两倍多的电量。

　　这项工作由化学与生物化学和材料科学与工程领域的知名专家 Richard Kaner 教授以及博士后学者Maher El-Kady共同领导完成，相关成果已经发表在期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》（美国国家科学院院刊）上。

　　EI-Kady说：“ 微型超级电容器是新兴的不断发展的设备，是一种非常小巧的可充电电源，容量比之前锂薄膜微电池高的多。”

　　新器件结合了激光切片石墨烯（LSG）和二氧化锰两种材料，其中：LSG可以容纳电荷，导电性优异并且可以快速充放电；二氧化锰由于可以容纳大量的电荷而且廉价易得目前多被应用于碱蓄电池。新器件的制备过程中并不需要目前制备超级电容器所需要的极温条件或者昂贵的“干燥间”。

　　谈到应用时Kaner说：“假设你想把电流存入胶布绷带中以用于释放药物或者辅助治疗时，那么微型超级电容器由于其轻薄小巧恰好可以放入绷带中提供电流。同时你还可以给它快速充电，并且长期使用。”研究者还发现超级电容器可以快速储存白天太阳能电池产生的电量，并且可以一直存储到晚上给LED灯整晚供电，这一性能使无电网接入实现街道照明变的可能。

　　“石墨-二氧化锰电容器可以存储和铅酸电池一样多的电荷，并且可以在几秒钟内充完电，储存容量是主流商用超级电容器的六倍。” Kaner 说道，“这种用于制造紧凑、可靠、高能量超级电容器的可扩展方法具有很大的实际应用前景。将来该技术可能会大大提高个人电子设备技术，我们为此感到十分兴奋。”