成果简介：

我们采用原位水热法并经过适当的后续热处理，分别在泡沫镍和碳布集流体上生长出电池型LDH基P-Ni(OH)2@Co(OH)2/NF核壳异质结构和赝电容型Fe2O3/CC微/纳阵列一体化超级电容器电极材料，由这些材料构建的混合型水系超级电容器器件综合了一体化电极的高比电容和三维“类三明治”混合型超级电容器的结构优势，表现出高的能量密度和功率密度。和常规超级电容器器件制备过程中存在的流程繁琐、设备复杂、成本偏高等相比，这里的一体化电极制备过程具有以下优势：电极制备工艺简单，成本低廉，可以实现大规模低成本的工业化生产；一体化电极无需使用导电剂和粘合剂，有效降低了界面电阻，提高了活性物质的利用率；器件的三维“三明治”结构，有利于提高材料中离子和电子的传输效率，增强器件的能量密度和功率密度。

 主要技术指标（或参数）：

混合型水系超级电容器器件的

最大面积比电容：0.93 C/cm2

最大能量密度：0.21 mWh/cm2

最大功率密度：16 mW/cm2

应用领域：

公用/工业/医疗电器、网络通讯、风光发电、交通工具、备用电源、能量回收、军事国防等领域。

市场前景：

地球上化石能源储量有限，随着温室效应和其它环境问题的加剧，发展可持续的新型能源系统是当前社会的最大科学挑战之一，再加上现代社会对移动性电子设备如智能手机、笔记本电脑和移动电源等的依耐性逐渐增强，使得未来社会对能源的需求矛盾更加突出。虽然太阳能、潮汐能和风能等可再生能源的使用可在一定程度上缓解这种矛盾，但是这些可再生能源的使用会受到自然条件的严重制约。为合理、高效使用这些新能源系统，需发展安全、绿色、稳定和可持续的能量存储技术。

作为一种新型能量存储器件，超级电容器具有充电速度快、功率密度高、循环寿命长及安全性高等优点，已在公用/工业/医疗电器、网络通讯、风光发电、交通运输、后备电源、能量回收、军事国防等领域得到了广泛地应用。目前，我国超级电容器市场在高速增长，2019年超级电容器市场总值达到了159亿元，预计到2026年可以增长到577亿元，年复合增长率为20.0%。鉴于目前超级电容器的广阔市场前景和我们开发研究的器件特点，以LDH一体化电极构建的超级电容器器件将来在大功率设备和智能电子器件上会有非常广阔的应用。