中国能生产超级电池吗？
那景最佳答案
超级电容器和锂电池是不同的概念，虽然两者都能存储电能，但工作原理、充放电特性都完全不同。 超级电容器又称高性能电容器或者电解电容器，是一种用电解液为介质的电容器。它的工作原理与蓄电池恰恰相反——不能像蓄电池那样通过化学变化来存储电能，而是通过静电效应来存储电能的。可以说超级电容器是“反充电”的蓄电池。 当外部电路有电流通过时（例如给电动工具供电），正极板上所带的负电荷被吸引到负极板上去，使正负极板的电荷总量相等，从而避免了因为电极上电荷差别而导致的电荷聚集现象，保证了输出能量的稳定性；而当外部电路没有电流通过时（比如停止使用时），两极板间的电压会迅速下降，直至没有电压，这时如果带负电的物质碰到正极，由于正极上带有的负电荷已被耗尽，所以无法将负电荷转移到正极上，从而保持了极板间的电中性。这样，即使在使用过程中反复“充”“放”电，极板上的材料也不会发生反应，也就不会损耗。
目前，超级电容器的主要应用领域是脉冲电力技术以及储能装置。在脉冲电力技术上，它可以用来做高频开关电源，提供稳定的高频开关信号；在储能方面，由于它的容量密度高，可以很方便地集成控制，因此很适合作为能源的有效载体并广泛应用于太阳能和风能等清洁能源的储存中。因为它具有比容量和比功率高的特点，所以在电子器件、生物医学领域也有着广泛的应用前景。 目前我国对于超级电容器的研究和应用都处在起步阶段，然而由于其独特的优点，它是很有发展潜力的新兴能源存储介质。
超级电容器因具有比电池更高的充放电速度和比电化学电容器更大的存储电量而备受关注。尽管超级电容器具有这些吸引人的优点，由于缺乏合适的电极材料，实际上还很少使用。最近，日本北海道大学工学院电气通信工程系的中村吉治副教授领导的研究小组开发了作为未来超级电容器电极材料的具有独特结构的三维碳。研究小组利用新开发的三维碳超级电容器元件的评测结果证实，所期望的高倍率充电/放电速度和高存储电量已在实际元件中得到实现。这项成果已发表在ACS Nano《美国化学会-纳米科技》2019年2月在线版上。
电池以化学反应为基础进行充放电，因此需要时间。具有充放电速度快的优点的电容器因存储电量少而很少使用。如果要大幅增加电容器的容量，最有效的方法是增加电极的表面积。研究小组利用碳纳米管的低电阻率来获得高倍率充放电，还利用石墨烯的高度导电性和表面的易处理性来提高比容量。问题是，如果直接将单层碳的膜使用在电容器的电极上以扩大表面积，从整体性能上看不如使用块状碳。
研究小组将大量的层状纳米薄片重叠起来并以螺旋形状多次缠绕，成功开发了一种多级三维碳结构。通过利用碳纳米管和表面处理过的石墨烯的物理混合物，在碳纳米管存在的点上有足够的裂缝而形成高度多孔的结构，在1毫米3的规模内获得了多达200米2的表面积。采用该三维碳制造成的超级电容器元件的充放电速度比普通的二次电池要快数百倍，电量比通常的电容器高出5～7倍，因此同时具有高倍率充电和高存储电量这两个相互矛盾的性能。此外，通过提高充电/放电速率，电容器元件的输出密度比普通镍氢电池和锂空气电池还要高10倍以上。
研究小组还将碳电极材料微细化到50～100纳米级，并以螺旋形状多次缠绕，制成比此次的三维碳表面积更大、多孔化程度更高的多级三维碳材料。预计采用此材料制作的超级电容器元件将具有比此次实际评测的元件更高的快速充电/放电速度和更高的储能密度。此外，研究小组考虑作为将来的研究课题，通过组合电化学电容器和电池，开发新型混合电容器、实现高倍率充电/放电和高能存储密度，以及应用到混合动力汽车和自动驾驶汽车上。
