智能手機、平板電腦、筆記本電腦和其它個人便攜式電子設(shè)備的使用數(shù)量劇漲已經(jīng)使電池技術(shù)處于電子研究的前沿。然而當電子設(shè)備突飛猛進地發(fā)展時，電池的緩慢發(fā)展卻阻礙技術(shù)的進步。
目前，加州大學洛杉磯分校納米系統(tǒng)研究所的研究者已經(jīng)成功地通過結(jié)合兩種納米材料創(chuàng)造了一種新型能量儲存介質(zhì)，它融合了電池與超級電容器的優(yōu)良特性。
超級電容器是可以在數(shù)秒間而不是在數(shù)小時間完成快速充電，且可以使用100萬充電周期的電化學組件。然而，超級電容器不能像電池那樣儲存足夠多的電量來運行我們的電腦和手機。
而最新研究的這種新型混合超級電容器可以存儲大量的能量，快速充電，而且其壽命超過10,000個充電周期。加州納米技術(shù)研究所的科學家也開發(fā)一種微型超級電容器，它小到可以安置在可穿戴或者可移植設(shè)備中。它僅僅是一張紙厚度的五分之一，但能夠儲存的電量卻高達普通薄膜鋰電池的兩倍以上。
這項研究已經(jīng)發(fā)表在the Proceedings of the National Academy of Science（美國國家科學院學報）上，該研究由化學、生物和材料科學與工程特聘教授Richard Kaner和一名博士后學者El-Kady領(lǐng)銜開展。
El-Kady 說：“微型超級電容器是一種新興的配置，它是一種小型的可充電電源，但卻比先前的微型薄膜鋰電池有更高的容量。”
這種新型的電化學組件把LSG（激光剝離石墨烯）與MnO2結(jié)合起來，LSG是一種可以儲存電荷、導電性良好且可以快速充放電的材料，而MnO2由于其可以保存大量電荷且廉價易得，目前被應(yīng)用在堿性電池上。它們不需要在極端溫度下或者昂貴的“干燥室”——生產(chǎn)目前的超級電容器所需的——中就可以制造出來。
“比方說，你想把少量電流通過一個膠布繃帶以用于藥物釋放或者治療援助技術(shù)，”Kaner 說，“微型超級電容器是如此薄以至于你可以把它裝在繃帶內(nèi)部來供應(yīng)電流。你也可以對它快速充電來使用更長時間。”
研究者發(fā)現(xiàn)超級電容器能夠快速存儲太陽能電池在白天產(chǎn)生的電荷，并且保存這些電荷直到夜晚，然后供應(yīng)一個LED燈一晚上。這表明超級電容器有望應(yīng)用于離（電）網(wǎng)街道照明系統(tǒng)。
“這種LSG-MnO2電容器可以儲存于一個鉛酸電池同等的電荷，但是卻可以在幾秒間快速充電，而且它們存儲容量大約是最先進的商用超級電容器的六倍，”Kaner說，“這種制造致密、可靠且高能密度的超級電容器的可擴展的方式顯示了它在現(xiàn)實應(yīng)用中的廣闊前景，同時我們也對其在不遠的未來能夠用于極大改善個人電子技術(shù)的可能性而感到興奮。”
