公司通過與西安科技大學、西安交通大學、中南大學、咸陽非金屬礦研究院等高校、科研機構(gòu)建立的長期產(chǎn)學研合作關(guān)系，在高性能雙電層儲能電源領(lǐng)域已積累了豐富的科研成果，其中多項具有工程化與產(chǎn)業(yè)化實施前景。
1、多層梯度復合電極設計與制作技術(shù)
設計開發(fā)的一種多層梯度復合的電極結(jié)構(gòu)，由集流體層、導電層、活性層和增塑層等依次層疊而成，其關(guān)鍵點在于將活性物質(zhì)協(xié)調(diào)分布于除集流體層外的其他各層中。這一方面使得各層之間形成自然過渡，改善了層與層之間的相容性，提高了電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，另一方面，更多的活性物質(zhì)能夠分布在電極各層之中，增加了電極上活性物質(zhì)的裝載率，同時，活性物質(zhì)與電極各層中的導電組分之間的聯(lián)系也得以增強，有利于電荷在整個電極結(jié)構(gòu)中的快速傳遞。該電極具備高導、富孔、高塑性等顯著特征，在有效控制成本的前提下，大幅提高產(chǎn)品性能。制作的雙電層儲能電源適用于電網(wǎng)儲能、軌道交通、應急電源等眾多市場領(lǐng)域。
2、高導石墨烯納米片的調(diào)制分散與電極添加技術(shù)
石墨烯材料具有高的比表面積、優(yōu)異的導電性和豐富的微觀結(jié)構(gòu)，非常適合用于雙電層儲能電極中，但是其較高的價格使得當前更適合作為添加劑使用。石墨烯最大的問題在于堆疊團聚，導致其性能優(yōu)勢難以充分發(fā)揮。為此，采用兩步法調(diào)制勻質(zhì)漿料。首先基于一種無表面活性劑的水溶液分散技術(shù)，即對石墨烯進行特殊處理，賦予其表面一定數(shù)量的電荷，這樣即可通過靜電斥力阻止顆粒團聚、維持懸浮液穩(wěn)定。然后，將預分散液與活性炭漿料充分混合，制得復合電極。該技術(shù)直接改變了石墨烯在水中的極性，無需使用任何表面活性劑，方法簡單、過程可控、易于實現(xiàn)，且不會過多增加成本，因此推廣應用前景可期。利用電極中添加的石墨烯材料可綜合提升超級電容器的能量密度、功率密度與循環(huán)性能。
3、耐壓離子液體基電解液調(diào)配及與碳電極的相容匹配技術(shù)
雙電層儲能電源面臨的最大挑戰(zhàn)在于能量密度偏低。由于能量密度與電壓成平方關(guān)系，開發(fā)具有寬穩(wěn)定電位窗口的電解液體系極具應用價值。離子液體通常具有良好的電化學穩(wěn)定性，在電位窗口方面優(yōu)于傳統(tǒng)有機電解液，但是單獨使用離子液體存在粘度高、電導低、價格昂貴等缺點。為此，開發(fā)了一種基于離子液體作電解質(zhì)鹽、氟醚作非水溶劑的新型耐壓（3.5V）電解液體系。氟醚的使用一方面可以改善了電解液的離子傳輸行為，提高超級電容器的功率特性，另一方面作為一種阻燃成分，提高了電解液的耐火性和安全性。此外，氟醚的弱極性使得溶液離子大多以裸露離子而非溶劑化形式存在，因此電極材料中更多與裸離子尺寸相近的孔隙結(jié)構(gòu)得以利用，同時在電極/電解液界面建立的雙電層層間距更小，導致雙電層容量增加。
4、活性炭/鈦酸鋰非對稱混合型電容電池及定制化電解液技術(shù)
混合型電容電池兼具超級電容高比功率、長壽命和二次電池高比能量的優(yōu)勢，能夠很好的彌補雙電層儲能電源能量密度偏低的缺陷，近年來得到產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的極大關(guān)注。其中正極采用活性炭等材料作為雙電層儲能、負極采用嵌鋰化合物作為電化學儲能的混合體系構(gòu)建，在比能量的提升空間上相對要大，成為主要發(fā)展方向。采用了鈦酸鋰這一具有零應變特性與優(yōu)異循環(huán)性能的材料與活性炭混搭，同時考慮到兩種儲能原理，對電解液進行了定制開發(fā)，為正負極匹配具有高分解電壓和高離子電導率的鋰鹽溶液。掌握的上述活性炭/鈦酸鋰非對稱混合電容電池及其定制化電解液技術(shù)，充分發(fā)揮了電容與電池二者的特長，在電動汽車領(lǐng)域具有良好的應用和發(fā)展前景。
圍繞上述技術(shù)，公司依托西安科技大學、中南大學等高校，積極進行專利布局，掌握了系列自主知識產(chǎn)權(quán)。目前主要取得了超級電容器單體的試驗報告：
