石墨烯基超级电容器材料的能量密度水平提高了85%

• 持续的测试工作表明，能量密度提高了85%，电容比活性炭电池高300%
• 独立测试表明纯图形^® 杂化活性材料的比电容是活性炭的数倍
• 建立高功率和能量密度器件路线图
• 与开发合作伙伴建立关系，以进一步优化超级电容器设备

First Graphene Limited （ASX：FGR;“First Graphene”或“公司”）很高兴地宣布，其开发高性能超级电容器材料的计划取得了一个重要的里程碑。此前，该公司报告称，使用其独特的电化学工艺技术可以成功扩大高电容“混合活性材料”的规模。这些新型材料在简单的电池原型中进行测试时，显示出单位面积的高电容。最近的工作重点是开发超级电容器设备的优化物料清单，以提供高能量和功率密度。

First Graphene现在很高兴地宣布，经过多次实验室试验，公司已经证明，在标准测试单元中，PureGRAPHhybrid活性材料在100个循环中优于领先的活性炭材料。图1显示PureGRAPHhybrid活性材料的比电容为每克140法拉（F / g），而活性炭电池通常具有35 F/g的比电容。这清楚地表明，PureGRAPH混合活性材料可以成功地配制成电极浆料，用于器件制造，保持其高比电容并在高充电/放电速率下工作。^®®®

图1 PureGRAPH的比电容^® 杂化活性材料与活性炭

详细的文献综述表明，向更高功率密度和能量密度器件的进一步发展需要开发改进的超级电容器器件。研究重点转向改进的装置物料清单，其中包括增强的电解质和隔板。已发表的研究表明，在高压下工作的具有高电容的优化电池可以实现功率密度高于10kW/L和能量密度高于10Wh/L的“10加10”目标。

公司已对替代电解质进行了测试，可提供高功率和能量密度。在使用致密的质子水性电解质进行初步测试以实现更高的电压窗口时，First Graphene显示出能量密度增加了85%。

目前正在开发进一步的电解质改性，公司已与电池设计和电解质材料方面的领先专家建立了合作关系。通过确定理想的PureGRAPHhybrid活性材料和电解质组合，First Graphene预计具有世界领先的性能，功率密度大于10kW / L，能量密度大于10Wh / L。^®

商业化

与活性炭相比，First Graphene在性能方面有了显着改善，现在处于与全球大型超级电容器制造公司发展商业合作伙伴关系的有利地位，这些公司希望开发下一代超级电容器。目前还没有达成协议，也没有对经济影响的评估。

这是公司的一项关键技术突破，可以更好地进入全球全新的细分市场。

市场和应用

超级电容器设备市场预计将从2020年的4.09亿美元增长到2025年的7.2亿美元，预计复合年增长率为12.0%。市场的增长是由能量收集应用的需求增加以及火车和飞机中超级电容器的使用增加推动的。此外，全球对电动汽车的需求不断增长可能会推动市场的增长。[1]

潜在的大容量应用包括双超级电容器-电池电源，其中超级电容器在加速或再生制动期间提供峰值功率平滑，从而减少电池负载并延长电池寿命。

公司已完成对超级电容器器件的全面审查，包括桌面分析和可用高性能器件的器件测试。目前同类最佳的设备具有高于 10 kW/L 的功率密度和高于 5 Wh/L 的能量密度。为此，电池必须具有高比电容和在高压窗口内工作的能力。

储能技术

基于双电层电容（EDLC）的超级电容器提供快速充电和放电，提供高功率密度。这些超级电容器通常使用活性炭作为高表面积电荷存储介质。它们不依赖于化学反应，因为它们在设备内进行电荷分离。这意味着EDLC超级电容器是稳定的，通常可以承受许多充电/放电循环。

对于电动汽车（EV），理想的储能设备将具有高能量密度的化学电池（以实现长距离行驶）与超级电容器相结合，该超级电容器可以快速充电和放电，以有效管理在相对较短的时间内需要高功率的时间，例如启动和停止时。这将延长电池寿命，并最终延长车辆的续航里程[2]。

这种组合系统的理想途径是通过赝电容器技术，其中电荷存储通过双电层电容机制和电解质中的离子与电极表面活性材料之间的快速氧化还原反应发生。赝电容可以显著提高超级电容器的性能。First Graphene的PureGRAPHhybrid活性材料已被证明是实现赝电容的推动因素。^®

First Graphene董事总经理兼首席执行官Michael Bell表示：“我们在快速发展的储能材料市场继续取得良好进展。我们已经证明，我们可以基于我们的PureGRAPH产品制造坚固的高电容材料。我们的下一个挑战是优化其他器件组件的性能，特别关注合适的电解质。为此，我们已经建立了重要的战略关系^®.”

^[1] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/supercapacitor-market-37140453.html?gclid=EAIaIQobChMIibiU3cGq4wIVxrHtCh1UYwleEAAYAiAAEgLqIPD_BwE

[2]A.伯克和H.赵，研究报告 – ucd-ITSRR-15-09