​

　　主讲嘉宾

　　庞明俊，山西大同大学炭材料研究所副教授。研究方向为高质量石墨烯材料的合成与改性研究，高性能镍基、钴基和锰基电极材料的制备及其超级电容器性能研究等。她的研究对象主要集中在低成本的基于锰、钴、镍的三种金属氧化物，以及石墨烯与金属氧化物复合电极材料的制备等方面。曾发表学术论文20余篇，主持山西省教育厅高等学校科技创新项目1项，主持山西大同大学博士科研启动基金1项，并参与了多个重点项目的研究。

　　1核心提示能源与环境是人类社会生存和进步的基本条件

　　能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。随着全球经济的快速发展，煤炭、石油、天然气等能源的消耗比重逐年上涨，全球能源供应出现短缺，全球能源危机出现。与此同时，以太阳能、风能、潮汐能为代表的可再生能源不断发展，正逐步推进能源供给实现可持续发展。另一方面，能源转换技术、储能装备也在快速地发展。鉴于传统的电池和储能装置存在着低功率密度、循环寿命有限等缺点，超级电容器应用而生。

　　2核心提示超级电容器的优缺点

　　尽管近年来锂电池的制造成本有了一定程度的下降，超级电容器相对于电池而言仍有不可替代的优势。主要体现在：

　　1.超级电容器的安全性较锂电池好很多，不会出现较为严重的着火与爆炸现象；

　　2.超级电容器具有大电流充放电能力，可达到百安级的放电电流，而锂电池则无法实现瞬间的快充快放；

　　3.超级电容器的低温性能往往优于锂电池，能够在更低的温度下进行工作，而锂电池优于其受化学反应活化性能影响，低温性能较差；

　　4.超级电容器在整个寿命周期几乎是免维护的，且循环寿命可达到几十万至上百万次，而锂电池由于在循环过程中存在较多的副反应，因此其循环寿命相对于超级电容器而言较短，只有几千次；

　　5.能够快速充电，可以数十秒、数分钟实现充电完毕。

　　通过对超级电容器的性能测试，发现超级电容器也存在缺点。

　　1.泄漏。超级电容器安装位置不合理，容易引起电解质泄漏等问题，破坏了电容器的结构性能。

　　2.电路。超级电容器仅限于直流电路的使用，这是由于与铝电解电容器相比，超级电容器的内阻更大，不适合交流电路的运行要求。

　　3.价格。由于超级电容器是新一代高科技产品，其刚刚推向市场时价格相对较高，增加了设备运行的成本投入。

　　3核心提示超级电容器的原理

　　“双电层原理”是超级电容器的核心，这是由该装置的双电层结构决定的。超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压作用于普通电容器的两个极板时，装置存储电荷的原理是一样的，即正电极与正电荷对应、负电极与负电荷对应。而超级电容器除了这些功能外，若其受到电场作用则会在电解液、电极之间产生相反的电荷，此时正电荷、负电荷分别处于不同的接触面，这种条件下的负荷分布则属于“双电层”。因电容器结构组合上的改进，超级电容器的电容储存量极大。此外，如果超级电容器两极板间电势小于电解液的标准电位时，超级电容器则是正常的工作状态，相反则不正常。根据超级电容器原理，其在运用过程中并没有出现化学反应，仅仅是在物理性质上的变化，因而超级电容器的稳定性更加可靠。

　　媒体链接:http://epaper.dtnews.cn/shtml/dtrb/20191107/94049.shtml