超级电容电池的缺陷和它的长处相同显着。由于超级电池过快的放电速度和过低的内阻，假如规划欠好的话，自身就蕴含着“能量忽然大迸发”所躲藏的危险。超级电容放电能够十分快，最大输出功率可达24KW/Kg，一个50Kg的超级电容电池，最大输出功率1200KW，一脚电门踩下去，车能飞起来。
自放电速度比电池快得多，浅显的说便是“存不住电”。超级电容始终是由电容组成的，电容是是由两块电极之间夹一层绝缘电介质构成，无论怎么两块电极之间都会有电子的活动，这样就会构成贮存电量的削减。超级电池充满电之后过一段时间就或许没电了。
不耐高温，超级电池的作业温度是-40-70℃，耐高寒，温度过高会影响作业，乃至损坏电池。
最大的缺陷仍然是本钱。尽管世界各国都在加速超级电容的研发，但要想超级电容在民用中遍及，需要时日。
咱们能够看见，超级电容的缺陷是能够战胜，现在其技能尚不老练。可是超级电容的发展速度十分快，在未来几年内就能运用到民用上，那为什么在汽车上仍难觅其踪影呢？
这则是不少业内人士所关怀的问题。这位记者提出的疑问归纳起来有：
1、出产的本钱问题；
2、制备工艺工业化的可行性，特别 是氮化工艺的环境影响问题；
3、能量密度离电动汽车的要求还差得太远，怎么处理的问题。
就这些问题，介绍一下这方面技能的发展：
一、本钱问题
用SiO2模板，然后选用CVD工艺用CH4做碳氮源，长出石墨烯资料，再用氢氟酸腐蚀掉模板，得到三维石墨烯块资料的工艺，的确其本钱太高工业化出产难以承受。能否选用其它已有的老练工艺降低本钱呢？
小编以为，是有或许的。例如：选用溶胶凝胶法用石墨烯微片低本钱地制备石墨烯气凝胶三维块。许多的研讨文献已揭露了这方面的技能，浙江大学高明教授研讨的三 维石墨烯气凝胶制备技能则是这类技能的典范。发条橙子的文章中也指出：“3D石墨烯泡沫具有很大的比外表积，以及相应带来的杰出的三维导电网络，用这样的 集流体会给资料的功能带来许多加成，在这方面中科院金属所成会明院士组有不少作业能够参阅。”
可是，选用溶胶凝胶法完成低本钱的要害，是怎么低本钱地制备石墨烯微片。
现广泛选用化学液相机械剥离法制备二维的氧化态石墨烯微片本钱高，还存在运用化学资料对环境影响大、需将石墨烯复原处理工艺长导电性下降、二维微片易粘结成团等等问题。一种物理液相机械剥离法制备本征复原态三维石墨烯微片技能，制备本钱低，对环境友好，为三维石墨烯电极块用溶胶凝胶法低本钱的制备发明了条件。
二、氮化处理对环境的影响问题
若工业化出产中选用试验室中常用的浓硝酸处理氮化工艺，的确环评很困难经过。
在某国家级工业中心工程中，已运用了一种简略、低本钱地处理氮氧化物污染的技能。后巴斯夫为取得此技能和其它要害技能收买了此公司至今也已十多年，出产线还在正常出产。若中科院上海硅酸盐所的超级电容器工业化时选用此净化工艺即可处理对环境影响的问题。
三、能量密度问题
能量密度是超级电容器的“死穴”。为进步明级电容器的能量密度，国内外都投入了很多的资金和人力在研讨。可是，国内外研讨的道路，基本是研讨新式电极资料以 进步电极的比容量，或研讨于电极外表发作化学反应的复合型电极，中科院上海硅酸盐所的超级电容器揭露之前，超级电容器的能量密度问题还没见突破性发展。
一般超级电容器的碳电极的比容量小于250法拉/克，现在已知最高比容量的资料为氧化钌，其比容量为900法拉/克。但氧化钌的价格太贵，工业出产中不或许 运用。黄富足研讨员等选用氮化技能将石墨烯电极的比容量进步至855法拉/克，是现在已报道的高比容量资料的最高水平，这是难能可贵的。
众所周知，进步明级电容器的作业电压即可进步电容器的能量密度，由于电容器的储能量与电容器的作业电压的平方成正比。
超级电容器用电解液首要选用水系电解液。水系电解液作业电压一般不超越1V，但与有机电解液比较，水系电解液的导电性较好（如H2SO4溶液可达0.8S/cm），价格较低，并且比较环保。
进步明级电容器的作业电压的研讨，国内外都集中于研讨新式高电压作业的电解液。选用有机电解液能进步明级电容器的作业电压（2.3-2.7V），可用于3V的离子液体电解液也有报道，可是也因制备本钱高，工业化出产也难以承受。
还有什么方法可进步明级电容器的作业电压呢？从电极结构改善提出的极化膜超级电容器，将有或许处理这一问题。
超级电容器是建立在双电层理论基础之上的非法拉第电容器。双电层理论19 世纪由Helmhotz 等提出。Helmhotz 模型以为电极外表的静电荷从溶液中吸附离子，它们在电极/ 溶液界面的溶液一侧离电极必定间隔排成一排，构成一个电荷数量与电极外表剩下电荷数量持平而符号相反的对垒界面层。
为什么电极与电解液触摸的外表不发作正负电的中和呢？至今还没见任何文献解说此问题。
Helmhotz 双电层理论提出至今已一百多年了，更精细的试验仪器呈现，你可从电泳试验中观察到，正负电荷/离子于电极、电解液界面上对垒时，挨近电极的电解液层中有一 电中性层呈现。自己以为正是电解液中与电极触摸的液膜发作极化发作了电中性层，阻挠了正负电荷中和。当超级电容器的作业电压高于电解液的电解电压致电解液 分化时，极化膜被损坏，将导致超级电容器损坏，因而超级电容器的作业电压受制于电解液的溶剂的分化电压。
根据这一剖析，假如于电极外表预 先制备一层固态可极化资料的薄膜作极化膜，在直流电场的效果下，极化膜被极化。极化膜阻挠了电极与电解液中的正、负电子的交流，电解液中的离子于极化膜表 面仍与电极上的电子对垒储能。因电容器的总电阻由正电极电阻/正极极化膜电阻/电解液电阻/负极极化膜电阻/负电极电阻串联组成，电容器的作业电压将别离 由各个分电阻按电阻值份额承当。又因极化膜的电阻远远大于电解液的电阻，极化膜将会承当远远大于电解液分电压的电压。若电解液仍承当1V的电压，电容器则 可运用较高的电压作业成为高作业电压的电容器，只需操控极化膜的分电压低于其击穿电压即可。
固态极化膜的作业电压到达3V乃至10V将是十分简单的事，你可知，美国EEStor的高介电常数薄膜电容器的介电膜作业电压已到达了3500V。极化膜超级电容器的呈现将会改动储能器的游戏规则。
超级电容器与锂电池比较其长处已众所周知，假如将中科院上海硅酸盐所的41wh/kg超级电容器技能与极化膜超级电容器技能相结合，作业电压由现在有1V进步至3-10V，能量密度则可进步9-100倍。在此高能超级电容器面前，您还会挑选锂电池吗？
