一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着电力需求的不断增长，高性能储能装置对现代社会的可持续发展起着至关重要的作用。与超级电容器和锂电池相比，脉冲储能电介质电容器拥有超高的可释放功率密度，高的操作电压、极快的充放电速率以及长的循环寿命，是重要的新型功率储能器件，在新能源汽车、高端医疗器械、智能电网调频、可控核聚变、电磁炮等高功率脉冲技术的军民领域有着重要应用。

通过研究和有机介质薄膜以及金属化水平的不断提高，用金属化薄膜制造高压大功率电容器取代电解电容器已成为了可能。薄膜电容器具有高频特性好、损耗小和温度特性稳定等特点，可以满足逆变器对电容器性能的要求。

  超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件，与传 统电容器相比具有更大的容量，与二次电池相比具有更高的功率密度和更长的 充¤放电循环寿命。是一种新技术含量高的科技产品。超级电容器技术特点为：（1）比功率高（能够提供几百W¤Kg 到几千W¤Kg的功率密度）；（2）大电流快速充电特性好；（3）电压与容量的模块化；（4）使用温度范围宽，为－40°C～＋70°C；（5）循环使用寿命长，可达10 万次；（6）无污染，真正免维护；（7）价 格低；（8）不需冷却及其它附属设备。北京科技大学在（1）集电极材料；〔2〕高活性、高比表面积炭材料；〔3〕粘合剂和隔膜材料；〔4〕无机和有机电解质；〔5〕高电压、大容量超级电容器等方面展了系统研究开发。前期开发出了作为混合动力电动车辅助电源用的超级电容器样品.

本项目产品目前超级电容器的致命缺陷，创新构建了以改性的碳纳米管(CNTs)为骨架，在此基础上合成以CNT为纳米茎、片状纳米镍基多元氧化物为枝叶的三维纳米结构材料。由该材料体系结构作为超级电容器正极材料时，CNT形成一维电子“快速通道”，在充放电过程中，电荷能通过CNT快速通道进行超高速交换。而片状纳米镍基氧化物具有巨大的表面积兼有非常强的电化学活性，使其赝电容效应的极具显著。该材料体系结构的另外一重大优点为在电容器制备过程中可以高效地避免纳米材料很容易出现的团聚现象，可以保证该三维纳米结构能获得最大的比表面积，从而使能量密度大大提高。因而，由该纳米三维结构电极材料制备的超级电容器可以获得了非常大的比电容、很大的能量密度和非常高的功率密度；更特别地，充电时间远小于锂离子电池和铅酸电池，在充电设备允许情况下，充电时间可以减小到2分钟以内；循环寿命也高于锂离子电池10倍以上；并且该超级电容器具有非常高的可靠行，制备和使用都非常环保和安全。该项目产品不仅仅可以广泛应用于原有的电容器应用领域，更特别地，可以代替现有巨大市场规模的铅酸电池和锂电池等二次电池而可广泛应用于电动自行车、新能源汽车、电站储能、工业电动运输装置、电动工具、便携式电子设备、通讯基站的备用电源、军事装备（单兵备用电源、瞬时大推力陆用装备、无人机、空间飞行器等）等，具有千亿级的市场规模。 技术指标： ？ 能量密度：30-80Wh/kg（目前商业超级电容器的最高仅为8Wh/kg） ？ 功率密度：2-20kW/kg ？ 充电时间：小于5分钟 ？ 循环寿命：大于5000次 项目产品的技术和性能优势： ？ 超大的电容量：比传统电容器容量高6个数量级，比现有商业化的超级电容器的比能量高10倍，已经超过铅酸电池的能量密度。 ？ 超高功率：比锂离子电池的功率密度高两个数量级以上。 ？ 充电速度快：比锂离子电池快10倍以上。 ？ 更长的充放电循环使用寿命：比锂离子电池的寿命高1个数量级以上。 ？ 具有免维护：可随时浅充、满充和过充电、浅放电、全放电，对电池不会损害，无记忆效应。 ？ 高可靠性：超级电容器从生产至使用过程中，均不会出现锂离子电池爆炸问题，即使在严重挤压和高温下也是安全可靠的。 ？ 环保无污染：从生产、使用到报废回收，均不存在污染，是典型的绿色产品。 ？ 生产成本低，生产工艺兼容性好：电极材料的制备工艺兼容常规材料的制备工艺；电容器的制备工艺可以完全兼容锂离子电池的生长设备，但工艺要求更加简单。

该项目产品不仅仅可以广泛应用于原有的电容器应用领域，更特别地，可以代替现有巨大市场规模的铅酸电池和锂电池等二次电池而可广泛应用于电动自行车、新能源汽车、电站储能、工业电动运输装置、电动工具、便携式电子设备、通讯基站的备用电源、军事装备（单兵备用电源、瞬时大推力陆用装备、无人机、空间飞行器等）等，具有千亿级的市场规模。

Ø  成果简介：本系统由超级电容器组、发电机、电压监控与充电控制模块、整流模块、保护电路等部件组成。系统输出功率为1.5KW，充电时间为20s，工作温度为-40℃～60℃，满足国军标相应环境适应性与电磁兼容性要求。作为大容量能量贮存装置，适合为随动系统、电动车辆等各类动力装置提供工作能源。Ø  项目来源：自行开发Ø  技术领域：电子信息Ø  应用范围：野外电源系统、后备电源、通信

本项目包括三种技术：（1）负极箔的除铜技术，可以将负极箔表面的铜含量降到5mg/m2以下，达到国际先进水平；（2）高压铝箔的发孔技术，通过前处理可以提高高压铝箔的均匀发孔性能；（3）高压铝箔的化成技术，经特殊处理在硼酸体系中化成，在保证介电损耗、漏电流和折弯性能的前提下，耐压530V的比电容比传统硼酸化成提高8%以上。该项目研究的负极箔表面的铜含量降到5mg/m2以下，耐压530V的比电容比传统硼酸化成提高8%以上。

成果简介：本系统由超级电容器组、发电机、电压监控与充电控制模块、整 流模块、保护电路等部件组成。系统输出功率为 1.5KW，充电时间为 20s， 工作温度为-40℃～60℃，满足国军标相应环境适应性与电磁兼容性要求。 作为大容量能量贮存装置，适合为随动系统、电动车辆等各类动力装置提供工作能源。 项目来源：自行开发 技术领域：电子信息 应用范围：野外电源系统、后备电源、通信电源 现状特点：高效节

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