承载结构电容器

承载下容量稳持

一种以氧化石墨烯修饰碳纤维为电极的结构超级电容器，在承受机械载荷时仍能保持电化学性能稳定，为航空航天中结构-储能一体化提供新设计。

Zheng, Zhang · 申来法 · Xin, Xu · Jun, Guo · 刘洋 · 张捷 · Zhen, Zhu · Jiayi, Xu · Dingwei, Ji · Zhihan, Kong · 王婧 · 吴奇 · 严康 · Liu, Jinsong · 朱孔军 · Zheng, Zhang

Advanced Composites and Hybrid Materials 2025

参数信息

容量保持率

99.98 %

库仑效率

96.27 %

容量保持率

99.58 %

库仑效率

94.34 %

技术优势

承载下性能稳定

电极在承载与无承载状态下形貌和比表面积几乎相同，解释了电化学性能稳定的机制。

长循环寿命

无承载时10000次循环容量保持率99.98%，承载30 kPa下15000次循环仍保持99.58%。

兼具力学性能

拉伸强度139.2 MPa、弹性模量8.6 GPa，满足结构件承载需求。

应用场景

• 飞机结构储能：替代传统飞机的独立电池与结构件，实现机身储能减重。
• 电动飞机电源：为电动飞机提供与结构一体化的电源，提升续航能力。
• 碳纤维复合材料：利用碳纤维复合材料的承载性同时储存电能，扩展复合材料功能。
• 结构储能：实现结构与储能一体化，为轻量化设计提供范例。
• 低空飞行器：适用于低空飞行器，满足其对轻质高强与储能的双重要求。