成果简介

超级电容电池是指超级电容器与蓄电池相结合的技术电池，超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能特性，被称之为超级电容电池。超级电容电池具有充电速度更快、工作效率高、原材料绿色环保等优势。我们开发的新材料-羟基氟化镍，作为电极材料展现出优于其他镍基材料的电化学性能，制备的羟基氟化镍电极材料显示出2975 F g^-1的超高比电容，5000 次充电/放电循环后比电容保持率为 80.5%的高循环稳定性，库仑效率保持在 100 %，表明羟基氟化镍电极材料是非常有前景的电极材料。同时，匹配的NiOHF//Bi₂O₃超级电容电池功率密度达到12800 W kg^-1，能量密度超过120Wh kg^-1，储能性能高于传统超级电容器，安全和环保性以及倍率性能又优于商用锂电池。通过本项目对电极材料和器件整合优化设计，有望实现高性能小型软包器件和模拟电池箱的初步实际应用，未来能够填补超级电容电池实际应用的空白。

研究团队

材料科学与工程学院田宏伟教授团队

应用领域及市场前景

（1）产品预期应用领域：无人机、电动工具及玩具、备用电源及大型储能系统等亟需高功率密度、高能量密度、大电流充放电和长循环寿命储能装置的领域。

（2）服务的目标客户：先进的羟基氟化镍超级电容器，可以服务于无人机、电动工具及玩具、备用电源及大型储能系统等应用领域的制造业、科技企业，实现对电能的高密度、持续稳定、高倍率存储。

（3）预期市场规模：2022年中国超级电容器市场规模接近200亿元，锂电池电芯制造设备市场规模超过700亿元，并且均呈现持续增长态势，未来羟基氟化镍基超级电容器，有望凭借其出色的电化学性能，在高端应用市场对现有的锂电池、超级电容器产品进行取代，占据一定市场份额。

（4）产品的市场化预期：超级电容器在2022年国内市场规模有望达到200亿元，这一数据仅仅是基于常规的商用碳基材料超级电容器。而拥有明显更高能量密度的NiOHF//Bi₂O₃超级电容电池如果后续扩大材料产能、进行器件的优化设计和联合生产企业实现规模化、标准化、工业化生产，可以进一步面向商用市场；NiOHF//Bi₂O₃超级电容电池有望在2025年左右内实现百万级市场并应用在一部分小型高能量高功率密度储能器件以实现部分取代现有的超级电容器/电池，有望在2030年实现千万级市场规模，进一步应用于大型储能集装箱。

合作方式

技术转让、技术许可、合作研发、技术作价入股