五氧化二钒碳纤维超级电容器

高能量密度且耐穿刺

首次将高容量五氧化二钒引入碳纤维结构超级电容器，兼顾储能与承力，针刺切割后仍稳定充放电。

Xin, Xu · Zheng, Zhang · 王婧 · Zhou, Heng · Xingrong, Zhu · Liu, Yang · 吴奇 · 严康 · Liu, Jinsong · Dong, Hao · 申来法 · 朱孔军

Journal of Power Sources 2025

参数信息

比电容

177.7 mF cm⁻²

能量密度

142.16 mWh kg⁻¹

电容保持率

96.15 %

抗拉强度

115.3 MPa

抗弯强度

32.5 MPa

技术优势

能量密度高

V₂O₅ 的多价态在氧化还原反应中提供高能量密度，器件能量密度达 142.16 mWh kg⁻¹。

循环稳定

活性炭的加入带来长循环寿命，4000 次充放电后电容保持率达 96.15%。

针刺后仍能充放电

经过针刺和切割后仍能进行稳定的充放电，适用于对安全性要求高的场景。

力学强度高

抗拉强度 115.3 MPa，抗弯强度 32.5 MPa，可同时承担结构载荷。

应用场景

• 柔性储能器件：可同时储能和承力，为可穿戴、柔性电子设备提供结构一体化电源。
• 电化学储能：兼具高能量密度和长循环寿命，适合用作电化学储能单元。
• 碳纤维复合材料：碳纤维既作电极又作结构材料，无需额外集流体，减轻系统重量。
• 电动无人机：结构超级电容器可减重并延长续航，针刺后仍稳定，提升飞行安全性。