目前，全球儲能市場呈健康發展態勢，儲能容量招投標的規模與頻率均有所提升。根據MercomCapital集團日前公布的報告顯示，2017年二季度，國際儲能企業獲得的風投資金較一季度實現翻番至1.25億美元，涉及交易10個；當中，單筆獲得投資最大的是Nexeon，獲得風投4330萬美元，排在第二的是AquionEnergy，獲得風投3300萬美元。

AquionEnergy成立於2007年，至今已獲得包括比爾˙蓋茨、凱鵬華盈基金、殼牌和道達爾在內的13個投資方共計超過1.6億美元的投資。其核心競爭力是制造出第一個水系混合離子電池（AqueousHybridIonbattery，以下簡稱AHI電池），該電池成本低廉，預期300美元/kWh，不到鋰離子電池使用成本的三分之一。第三方測試表明，AHI電池可以實現持續5000次以上的充放電循環，且效率均在85%以上。更吸引人的是，AHI電池所使用的材料都是無毒的，可以100%回收。

德國的儲能系統制造商Sonnen位於第28位，在儲能領域完勝特斯拉的Powerwall。

Sonnen成立於2010年，是德國最大的住宅電池系統提供商，同時也是歐洲最大的儲能電池生產商。其核心產品，是為家庭開發太陽能電池板與鋰電儲能系統，用戶還能通過該公司開發的全新交易平臺sonnenCommunity來購買電量或銷售多余電量。

Sonnen推出的儲能電池系統叫做sonnenBatterie。這是一款即插即用的系統，這套系統不僅包括鋰電池，還內置一個逆變器和一套控制軟件。電池使用的是目前最安全的磷酸鐵鋰電池，能進行至少10000次的深度充放電，用電效率為70%。控制軟件能跟蹤太陽能的輸出、用電模式以及能源價格、天氣預報等信息，然後為使用者提供最經濟的充放電選擇。

Sonnen的核心市場是家用領域。特別是針對那些極易受到極端天氣影響導致斷電，或者電價比較高的島嶼等地區。擁有一套sonnenBatterie和光伏發電系統所自發的電力，能滿足一個家庭一年70%～80%的電力需求，在夏天更是能做到100%完全滿足，極大地減少了對電網的依賴性。

在能源互聯網背景下，電化學儲能、儲熱、氫儲能、電動汽車等儲能技術圍繞電力供應，實現了電網、交通網、天然氣管網、供熱供冷網的“互聯”，儲能和能源轉換設備共同建立了多能源網絡的耦合關系。

行波堆行波堆(Traveling Wave Reactor)是一種小型核反應堆，是能滿足四代核能技術要求和安全標準的金屬燃料鈉冷快堆。采用鈾鋯合金燃料，換料周期長並可以大量使用貧鈾，機組可利用率設計值高於90%，具有高效利用鈾資源、減少乏燃料卸出量等優勢。與其他四代核電技術相比，行波堆可以直接利用廢棄的鈾以及只需簡單轉化的核廢料，可以在貧鈾條件下運行數十年，產生的廢料遠少於常規反應堆。

今年7月，國家能源局局長努爾白克力在調研中核集團旗下原子能院調研時曾表示：中核集團模塊化小型堆、低溫供熱堆、快堆等先進技術的研發，對國家和能源行業發展具有十分重要的意義，要加快相關技術的研發和成果轉化工作，力爭盡快取得更多突破。

公告指出，中核河北核電有限公司的成立，就是為了作為 TWR-300 行波堆示範工程項目的業主公司，推動 TWR-300 行波堆示範項目落地，負責示範項目前期開發、建造和機組安全、穩定、經濟運營，行波堆核電有利於安全高效地建設 TWR-300 行波堆示範工程，為社會提供清潔能源，為行波堆技術的發展提供試驗與驗證服務，有利於公司業務發展。

其中，中核技投出資2.625億人民幣，持股35%，為第一大股東；神華集團出資2.25億人民幣，持股30%，為第二大股東。

其余具體出資比例及股權結構如下：

中國儲能網訊：美國著名學者傑裏米·裏夫金在其著作《第三次工業革命》中，首次提出了能源互聯網(Internet of Energy)的願景。儲能技術作為能源互聯網中的重要組成部分，直接關系著能源互聯網是否能實現，是可再生能源大比例使用的關鍵支撐技術，是實現分布式能源、微電網廣泛應用的基礎。

在能源互聯網背景下，電化學儲能、儲熱、氫儲能、電動汽車等儲能技術或設備圍繞電力供應，實現了電網、交通網、天然氣管網、供熱供冷網的“互聯”，儲能和能源轉換設備共同建立了多能源網絡的耦合關系。在未來的能源互聯網中，部分新能源發電將通過制氫、制熱等方式進行轉換，或以電化學儲能等雙向電力儲能設備存儲並適時返回電網。在各電力儲能技術的支撐下，新能源發電與熱電聯供機組、燃料電池、熱泵等轉換設備協調運行，實現了在新能源高效利用目標下，以電能為核心的多能源生產和消費的匹配。

隨著能源互聯網研究的逐漸推進，其應用的價值將不斷體現，應用的範圍也將不斷擴張，是能源互聯網中極具發展前景的技術和產業。

各種儲能技術及產業發展現狀和趨勢

儲能從技術原理上主要可分為適合能量型應用的電化學儲能、壓縮空氣儲能、熔融鹽蓄熱、氫儲能以及適合功率型短時應用的飛輪、超導和超級電容器儲能等。

抽水蓄能是目前技術最成熟、應用最廣泛的大規模儲能技術，具有規模大、壽命長、運行費用低等優點，目前效率可達70%左右，建設成本大致為3500￥/kW~4000￥/kW。缺點主要是電站建設受地理資源條件的限制，並涉及上、下水庫的庫區淹沒、水質的變化以及庫區土壤鹽堿化等一系列環保問題。

鈉硫電池具有能量密度大，無自放電，原材料鈉、硫易得等優點，缺點主要是倍率性能差、成本高，以及高溫運行存在安全隱患等。未來發展趨勢主要是提高倍率性能、進一步降低制造成本、提高長期運行的可靠性和系統安全性。

目前主要的液流電池體系有：多硫化鈉/溴、全釩、鋅/溴、鐵/鉻等體系，其中全釩體系發展比較成熟，已建成多個MW級工程示範項目，具有壽命長、功率和容量可獨立設計、安全性好等優點。缺點主要是效率和能量密度低、運行環境溫度窗口窄。發展趨勢主要是選用高選擇性、低滲透性的離子膜和高導電率的電極提升效率，提高工作電流密度和電解質的利用率以解決高成本問題等。

鉛碳電池是在傳統鉛酸電池的鉛負極中以“內並”或“內混”的形式引入，具有電容特性的碳材料而形成的新型儲能裝置。相比傳統鉛酸電池具有倍率高、循環壽命長等優點。但是碳材料的加入易產生負極易析氫、電池易失水等問題，發展趨勢主要是進一步提高電池比能量密度和循環壽命，同時開發廉價、高性能的碳材料。

鋰離子電池的材料種類豐富多樣，其中適合作正極的材料有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰；適合作負極的材料有石墨、硬(軟)碳和鈦酸鋰等。鋰離子電池的主要優點是：儲能密度和功率密度高，效率高，應用範圍廣；關註度高，技術進步快，發展潛力大。主要缺點是：采用有機電解液，存在安全隱患；壽命和成本等技術經濟指標仍待提升。

近年來以美國和日本為代表的發達國家對儲能電池的發展路線進行了探索，在實現電池的長壽命、低成本、高安全方面取得了一定的進展。以零應變材料為代表的長壽命電池材料、能夠擺脫鋰資源束縛的鈉系電池體系、基於固態電解質的全固態電池等是目前主要的研究熱點和發展趨勢。

壓縮空氣儲能具有規模大、壽命長、運行維護費用低等優點。目前傳統使用天然氣並利用地下洞穴的壓縮空氣儲能已經比較成熟，效率可達70%。近年來，國內外學者相繼提出了絕熱、液態和超臨界等多種新型壓縮空氣儲能技術，擺脫了對地理和資源條件的限制，但目前基本還處於技術突破或小規模示範階段，效率基本低於60%。發展趨勢主要是通過充分利用整個循環過程中的放熱、釋冷來提高整體效率，同時通過模塊化實現規模化。

熔融鹽蓄熱是利用熔融鹽使用溫區大、比熱容高、換熱性能好等特點，將熱量通過傳熱工質和換熱器加熱熔融鹽存儲起來，需要利用熱量時再通過換熱器、傳熱工質和動力泵等設備，將儲存的熱量取出以供使用，目前已在太陽能熱發電中實現應用。其優點主要是規模大，可方便配合常規燃汽機使用等。但目前還存在成本高、效率和可靠性低等缺點，發展趨勢主要是突破工質選擇和關鍵材料。

氫儲能是通過電解把水分解成氫氣和氧氣，實現電能到化學能的轉化，被認為是未來能源互聯網的重要支撐，日趨成為多個國家能源科技創新和產業支持的焦點。目前存在的問題主要是能量轉換效率低（總效率低於50%）、生產過程能耗大，需配套建立氫氣輸送管線、加氫站等相關基礎設施。在氫儲能的各環節中，制氫的主要發展趨勢是減少能耗、降低成本、提高轉化效率，儲氫主要是發展新型高效的儲氫材料、提高儲氫容器的耐壓等級，輸氫主要是發展抗氫脆和滲透的輸氫管道材料及研究氫與天然氣混合輸送的技術、建設及完善相關配套設施，用氫主要是發展低成本的氣體重整技術、降低氫燃料電池的成本、提高性能穩定性。

飛輪儲能具有功率密度高、使用壽命長和對環境友好等優點，其缺點主要是儲能密度低和自放電率較高，目前主要適用於電能質量改善、不間斷電源等應用場合。

超導儲能和超級電容器儲能在本質上是以電磁場儲存能量，不存在能量形態的轉換過程，具有效率高、響應速度快和循環使用壽命長等優點，適合在提高電能質量等場合應用。超導儲能的缺點是需要低溫制冷系統、系統構建復雜、成本較高等。超級電容器在大規模應用中面臨的主要問題是能量密度低，其發展趨勢主要是開發高性能電極及電解液關鍵材料技術，以提高儲能密度、降低成本。

石墨烯材料及石墨烯基超級電容器

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北極星儲能網訊:由碳原子以sｐ２雜化形成具有蜂窩狀結構的單原子層厚度的二維材料石墨烯，是構築零維富勒烯，一維碳納米管和三維石墨的基本結構單元。石墨烯最早在2004年由英國曼切斯特大學的科學家采用機械剝離法獲得，並被證明是在室溫條件下真實存在的－種最薄的材料。

世界各國均高度重視開展石墨烯的基礎研究並積極發展相關產業應用。美國對石墨烯的研究投入較早，2008-2014年間總投入已超過5000萬美元；新加坡對石墨烯的研究投入超過1.5億美元；韓國計劃投入3.5億美元開展石墨烯研究，並制定了詳細的商業發展路線圖；歐盟早在2013年就啟動了“石墨烯旗艦研究項目”，並計劃10年內投人10億歐元用於石墨烯的研發、產業化及應用探索，最大化地促進科技創新。此外，歐盟已將石墨烯基能源存儲與轉化列為石墨烯未來四大重要研究方向之一。

中國對石墨烯的研究亦非常活躍，已形成政府、科研機構和企業協同創新的產學研合作對接機制，極大地推動了石墨烯技術研究。2015年出臺的《中國制造2025〉重點領域技術路線圖》已將石墨烯納入“十三五”重點發展新材料之一，明確指出未來10年石墨烯產業發展的方向和路徑，並制定了產業規模達萬噸級的目標，提出了新材料“一攬子”突破行動及實現石墨烯“一條龍”應用計劃。

2016年又在國家重點研發計劃“納米科技”重點專項中將石墨烯立項批準了兩個石墨烯相關的重點專項：石墨烯宏觀體材料的宏觀可控制備及其在光電等方面的應用研究，納米碳材料產業化關鍵技術及重大科學。所有這些舉措都將石墨烯列為先進基礎材料、關鍵戰略材料和前沿新材料。

石墨烯的立項將繼續加大我國在石墨烯研究領域中的原創性探索和前瞻性技術研發的力度，加強基礎與技術積累，力爭及時實施重要的、變革性應用成果的關鍵產業化轉化，逐步擴大石墨烯材料應用領域。

值得註意的是，科研界和產業界一致認為，石墨烯首先會在能源存儲器件方面實現產業化應用。相信在未來10年內，通過構建若幹石墨烯產業鏈和建立一批產業集聚區，越來越多的石墨烯產品將陸續在市場中流通。

超級電容器與石墨烯

超級電容器由兩塊電極板、隔膜、集流體及電解液組成。相對於電池，超級電容器具有高功率密度和快速充放電的特點，並具有壽命長、免維修、使用溫度範圍廣、無記憶效應且更安全等優點。與傳統電容器通過靜電吸附電子儲能不同，超級電容器可通過吸附電解液中的離子實現電能存儲，具有高於傳統電容器至少３個數量級的比容量。

按儲能機理劃分，超級電容器主要劃分兩類，一類是雙電層電容器，另一類是贗電容超級電容器。前者機理是離子電荷聚集在電極材料與電解質溶液的界面，發生的是非法拉第反應；後者則是在電極材料表面發生可逆的氧化還原反應，或電解液離子進入電極材料中，發生法拉第反應。

常見的雙電層材料主要是活性炭、碳纖維、碳納米管和石墨烯等各種碳材料，而氧化物和導電聚合物則是常見的贗電容材料。

超級電容器最主要的缺點是能量密度低。超級電容器的能量密度為2-10瓦時／千克，低於鉛酸電池（20-40瓦時／千克）、鎳氫電池（40-100瓦時／千克）和商業鋰離子電池（100-200瓦時／千克）。而具有獨特的超薄二維結構、優異導電性（5000西／厘米）、高比表面積（2620米2/克）、高理論比容量（550法／克）、高面積比容（21微法／厘米２)和良好機械性能等優點的石墨烯材料，已被證明是一種非常理想的可用作超級電容器電極的材料，將石墨烯電極材料應用於超級電容器，能顯著將其能量密度提升數十倍以上，同時大幅提高功率密度.

石墨烯由於具有獨特的物理化學性質,因此可直接作為雙電層電容器的電極材料。主要制備方法有機械剝離法、氣相沈積法、還原氧化石墨法、液相剝離法、有機合成法。其中，還原氧化石墨法被認為是一種成本相對低廉，可規模化生產石墨烯的方法，目前在商業上的使用最為常見。

通常采用修正Ｈｕｍｍｅｒ法，即用濃硫酸和高錳酸鉀氧化石墨，得到氧化石墨烯，然後通過各種還原方法，例如水合肼、尿素、抗壞血酸、氫氧化鉀等化學還原，高溫處理，電化學還原，激光處理，活潑金屬等，得到還原氧化石墨烯。

不同的還原法得到的石墨烯形貌和結構不同主要表現在表面含氧基團、結構缺陷、比表面積和導電性等方面，會導致不同石墨烯材料的電化學性能差異較大。石墨烯的比容量大致在100-260法／克，與理論值（550法／克）相差甚遠，主要原因在於石墨烯片層之間存在較強的ｔ－ｔ相互作用，使得石墨烯片層之間再堆疊和團聚現象嚴重，在這種情況下電解液離子無法充分浸潤並達到團聚或堆疊石墨烯的內表面，使得可利用的比表面積大大降低，最終導致比容量比較低。

此外，石墨烯表面與電解液之間也表現出“相似相溶”的特性。例如，表面含氧官能團較少（或沒有）的石墨烯表現出疏水性，水系電解液自然無法浸潤，有效比表面積不能得到完全利用，導致比容量較低。而在有機系電解液中卻表現出很好的浸潤性和較大的比容量。反之，表面官能團相對較多的石墨烯在水系電解液中能表現出較高的電化學性能。

為避免石墨烯片層之間團聚和堆疊，改善電解液離子傳輸，科學家開發了多種有效辦法。例如，在氧化石墨烯表面引入具有氧化還原功能的官能團（如苯醌）；通過結構設計和組裝調控獲得新型皺褶石墨烯、石墨烯球、石墨烯卷、石墨烯納米帶、石墨烯纖維、石墨烯薄膜、石墨烯三維網絡等；預嵌入納米空間填料，如電解液；利用軟、硬模板法制備多孔石墨烯納米片；采用強堿、氧化物等在石墨烯表面造孔等。

這些方法都能有效提高石墨烯的比表面積，阻止石墨烯之間相互堆疊，獲得高比容量的石墨烯電極材料。此外，由於石墨烯之間形成發達的離子－電子網絡通道，可顯著加快電解液離子和電子快速傳輸與遷移，從而有效增強這些石墨烯材料的倍率性能。

摻雜石墨烯

石墨烯晶格中摻雜異質原子，能顯著提高其電化學性能。異質原子的引入可改變石墨烯的本征物化性質，包括基本的電子特性、機械性能以及親水親油性等。常見的摻雜異質原子有氮原子、硼原子、硫原子、磷原子，其中以Ｎ原子的研究最為廣泛。根據Ｎ原子摻雜的位置不同，可得到石墨化氮、吡咯氮和啶氮。後兩者能顯著提高石墨烯的電化學性能。摻雜氮原子的石墨烯電極材料的比容量一般在200-400法／克，相對於未摻雜的石墨烯，比容量提升近４倍。

除單一元素摻雜外，也可由兩種或兩種以上元素共同摻雜來增強石墨烯電化學性能。但是，摻雜石墨烯並不能避免石墨烯之間的堆疊和團聚，還需聯用其他結構設計和組裝方法，來規避石墨烯的再堆疊和團聚問題。

石墨烯復合材料

石墨烯/金屬氧化物、石墨烯／導電聚合物是目前研究得最深人的兩類石墨烯復合電極材料。常見的金屬氧化物有氧化錳和氧化釘等，導電聚合物有聚苯胺和聚吡咯等。金屬氧化物和導電聚合物可作為贗電容電極材料在其表面發生快速可逆的氧化還原反應，進而傳遞出高比容量。但由於這些材本身存在導電性低、循環性能差等缺點，極大地限制了其在超級電容器中的實際應用。

為改善這種狀況，高比表面積、高導電性且常溫惰性的石墨烯通常被用於與金屬氧化物、導電聚合物的復合，形成新型贗電容電極材料。此類石墨烯復合材料結合了石墨烯與金屬氧化物或導電聚合物的優點，兩者之間可產生顯著的協同效應。

首先，贗電容材料負載在石墨烯表面，能防止石墨烯片層之間的再堆疊，不僅有利於離子傳輸，而且增加了石墨烯可被利用的活性比表面積，進而提高電荷存儲。其次，贗電容材料通常能以特殊的納米結構或顆粒形式，均勻鍵合在導電的石墨烯表面上，不僅極大地促進贗電容材料表面可逆氧化還原反應，還加快了電子的傳輸，使得贗電容材料的比容量增加。

再者，贗電容納米材料定在石墨烯表面，可有效防止其在反復發生的法拉第反應過程中的顆粒逐漸團聚長大、電極粉化或破壞，從而提高材料的循環穩定性。因此，復合材料的協同效應不僅能增加氧化物或聚合物材料導電性、贗電容和石墨烯的雙電層比容量，還極大改善了贗電容電極材料的循環穩定性。

需要指出的是，不同制備方法得到的贗電容材料與石墨烯復合材料，質量比容量存很大差別。例如，聚笨胺，石墨烯復合材料為300-600法／克。復合材料的質量比容量往往隨著贗電容材料含量的增加而增大，然而其導電性卻有所降低。相對於純的贗電容材料，石墨烯復合材料質量比容量可能略有降低，但其循環性能和功率密度會明顯提高。

石墨烯基柔性超級電容器

近年來，越來越多的民用類電子設備正在向輕薄化、柔性化和可穿戴的方向發展。這高度集成化和智能化的新概念電子產品的研發，迫切需要開發出與其高度兼容的具有高儲能密度的柔性化儲能器件。

柔性超級電容器是一種非常有前景的儲能器件，其開發關鍵點在於找到具有良好柔性、較高電導率和優異電化學性能的電極材料。石墨烯，尤其是石墨烯薄膜和纖維材料是制備柔性電極材料的理想原料。以石墨烯材料為基底，通過結構設計與組裝構建的宏觀體電極材料，如一維石墨烯纖維、二維石墨烯薄膜和三維石墨烯網絡，賦予了新型石墨烯柔性電極獨特的性質，它擁有高比表面積、發達孔結構、高導電率、高斷裂強度、不需要添加劑和導電劑等共同特性。

重要的是，這些石墨烯柔性電極既可作為柔性支撐基底和電極導電網絡骨架，又可作為高性能儲能電極活性材料，可被廣泛應用於柔性化、可彎折、可拉伸的超級電容器。

目前，石墨烯材料應用於柔性儲能器件仍處於實驗室研究階段，諸如從材料的連續化、規模化制備到器件組裝與模塊化集成等一些關鍵問題都缺乏深入的研究。

需要繼續開展石墨烯基柔性電極材料的制備與結構調控、電解液的優化、器件組裝與封裝等關鍵技術的系統研發，特別是柔性儲能器件的扭轉性研究，拉伸性能的提髙，以及儲能器件超過形變範圍後的自修復能力等方面技術的探索。除了單個器件的有效構築，多器件模塊融合、系統集成隨著柔性電子產品的快速發展，也將受到越來越多的關註和重視。

石墨烯基混合型超級電容器

混合型超級電容器一般是指由不同類型正負極電極材料組成的器件：一極是含贗電容電池材料，另一極是雙電層電容器材料。混合型臟電容器結合了雙電層材料的快速充放電和贗電容的高能ｍ密度的特性，可同時具有高功率密度和高能量密度，彌補了在電池和超級電容器兩者不可兼得的空缺。

一般而言，混合型超級電容器主要是水系非對稱超級電容器和有機系鋰離子電容器，其主要特點是電壓窗口高。在水系電解液中，電壓窗口在1.5-2.2伏；在有機系電解液中，電壓窗口在2.5-4伏。由於超級電容器的能量密度與比容量成正比，與電壓窗口的平方成正比。

因此，假設器件比容量一致，水系混合型超級電容器在２伏電壓下工作的能量密度相當於常規１伏水系對稱超級電容器的４倍，有機系混合型超級電容器在３伏電壓下工作的能量密度相當於常規水系的９倍。因此，混合型超級電容器是近年來接受關註的新型儲能體系，具有比常規超級電容器能量密度大，比鋰離子電池功率密度高的優點，是一種高效、實用的能量存儲裝置，在電動汽車上與電池聯用，既可減小電源體積，又能延長電池使用壽命。

研究表明，以Ｍｎ0２／石墨烯為正極，石墨烯為負極，在中性水系條件下組裝的非對稱電容器，工作電壓為２伏，其能量密度能達到30瓦時／千克。而以石墨烯負載四氧化三鐵為負極，三維石墨烯為正極，組裝成的鋰離電容器，電壓窗口達到３伏時，其能量密度可達到140瓦時／千克，功率密度為2.3千瓦／千克。

由此可見此類石墨烯基混合型超級電容器可同時獲得較高的能量密度和功率密度，綜合了雙電層電容器和法拉第準電容器兩類超級電容器的優點，可更好地滿足實際應用中負載對電源系統的能量密度和功率密度的整體要求，適宜短時間大電流放電的工況，可作為電動車輛的啟動和制動電源。

石墨烯基微型超級電容器

日益普及的小型化便攜式電子設備向著“輕、薄、短、小、可彎曲”的方向快速發展，極大地刺激了人們對微／納級功率源的強烈需求。作為一類新型電化學儲能器件，微型超級電容器的離子傳輸距離小於傳統超級電容器的百分之一，功率密度高於傳統超級電容器２-３個數量級。

微型超級電容器不僅能解決薄膜電池功率密度低和電解電容器能量密度低的問題，還能夠與電子元件直接集成，並提供有效的功率峰值。相比之下，傳統超級電容器的堆疊式構型不利於電解液離子的傳輸，導致在大電流密度下功率密度急劇下降。

另一方面，傳統超級電容器一般體積較大，與微電子產品在兼容上存在很大挑戰。平面化微型超級電容器可充分利用石墨烯和平面器件構型的優勢，使整個器件更薄、體積更小，且電解液離子在充放電過程中沿著石墨烯平面可無障礙傳輸，能夠充分利用石墨烯的活性面進行電荷存儲。平面化微型超級電容器一般具有超高的掃描速率和快速的頻率響應，可在毫秒級範圍內完成快速充放電。

一些特殊的石墨烯結構材料，如站立石墨烯，由於其與導電基底有很強的結合作用，使得超級電容器具有交流電線性濾波的功能，有望替代已商業化的電解電容器。

目前平面化微型超級電容器的圖案化電極的制備方法主要有濕法或幹法光刻、電化學沈積、激光刻繪、噴塗印刷、絲網印刷等。石墨烯基微型超級電容器的研究雖然取得了很大進展，但尚處於基礎研發階段，仍在很大挑戰。首先，缺乏高效、低成本、批量化地在任意襯底上制備石墨烯基薄膜及其圖案化的電極制造技術。其次，不同器件構成部分界面融合和整體優化存在長期的挑戰，而開發高電壓、高安全性、高穩定性的電解液是重要的研究方向之一。

總之，通過對活性電極材料的合理優化、新薄膜制造技術的開發以及對主要部件的界面完整性和微電極結構設計，有望實現石墨烯基微型超級電容器性能的提高。

未來的挑戰與展望

中國已探明的石墨儲量非常豐富，如內蒙古、雞西等地就擁有豐富的石墨礦資源。我國對石墨烯材料研究也具有雄厚的科研基礎。從事石墨烯材料研究的高校和科研院所目前已超過1000家，全國各地成立的石墨烯工業化產業園（區）近30家。

基礎研究方面，國內優勢團隊已在石墨烯宏量制備方面做出了－系列的原創性和引領性工作，在產學研方面，石墨烯材料的規模化制備和產業化方面也取得了突出進展。應用研究方面，主要集中於儲能、復合材料、透明導電薄膜、防腐凃料、海水淡化、柔性電子等領域的材料設計、制備、性能改善和優化，部分關鍵成果已逐步走向產業化階段，並處於國際領先水平。

從目前市場上的產品來看，在儲能領域，石墨烯主要作為導電添加劑應用於鋰離子電池電極材料和散熱材料，提升了電池的快充快放性能、循環穩定性和安全性能。在超級電容器領域，石墨烯已具備相應的技術儲備，但成本遠高於活性炭是一大阻礙。

為滿足電子器件長久續航的要求，需要開發高能量密度、高功率密度，長循環使用壽命的超級電容器，需要發展先進的制備技術合成多層次、多級孔結構的石墨烯材料，並引人更多電化學活性位點、提高石墨烯堆疊密度、降低離子傳距離，從而獲得高性能的電極材料。

目前石墨烯基超級電容器的研究逐漸走出實驗室，進人產業化期階段，對高性能電極材料的制備側重較多，而對超級電容器單體和模塊化集成系統的整體關註相對較少。

超級電容器的不同組成之間的界面融合以及各部分的融合結構設計，也是影響到超級電容器最終性能的關鍵因素。另外，柔性儲能器件中利用石墨烯的特性有望顯著提升器件柔性和電化學性能，為發展柔性化、微型化、多功能化、集成化的超級電容器應用柔性可穿戴電子系統提供了新的契機。

現階段，將石墨烯的應用產品推向市場還尚未完全成熟，石墨烯的產業化研究正處於過熱期，將來可能經歷低谷期、攀升期後，才能達到技術應用的成熟度，最終實現產業化。

此外，在產業化方面還存在石墨烯材料制備理論、方法和規模化制備技術工藝不成熟，產品質量一致性較低，以及石墨烯產業標準認證評測方法尚未建立和石墨烯下遊領域開拓不足等問題。

隨著對石墨烯研究的深入，石墨烯產業化將在未來的5-10年內迅猛發展，迎來巨大的機遇，在更多的領域發揮其獨特的優勢，產生巨大的經濟效益和社會效益。

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