超级电容研究的结构超级电容器的最高测量

在储能行业也获得了吸引力的是一种能够产生电流或储存电荷的结构层压板，这种方法试图将结构和电气系统集成到耗电产品中。这类多功能材料20多年前首次提出并在研究中探索，主要针对军事和先进航空航天应用，在实现全面商业化的道路上仍然面临着巨大的技Vilatela说，碳纳米管具有比碳纤维织物大1000倍的表面积的固有优势。碳纳米管还具有很高的电化学稳定性。为了制造EDLC复合材料，在八层（4+4）Hexcel（Stamford，CT，US）Hexforce高强度碳纤维织物（G0926）之间设置一个薄的EDLC夹层，真空注入由Ashland Chemical（Columbus，OH，US）提供的环氧乙烯基酯树脂Derakane 8084，并在48小时内完全固化。室温。中间层由一个夹层结构组成，该夹层结构从中间向外包括一个约100-120微米厚的聚合物电解质膜，设置在两个CNT纤维板之间，两个CNT纤维板都固定在薄铝集流板上。以铁、硫催化剂和丁烷为碳源，采用直接纺丝法合成了碳纳米管纤维。

在定位在碳纤维织物的外层之间之前，向夹层施加少量压力，以将软电解质膜浸渍到多孔CNT纤维板中。本研究所制备的EDLC样品约为4平方厘米（典型层压板结构梁的尺寸），尽管Vilatela说，自立式EDLCS可在不需要额外结构支撑的情况下使用，但其尺寸可高达100平方厘米。四点弯曲试验中EDLC样品的现场机电测量表明，电化学性能一直保持到断裂点。考虑到该材料作为一种结构和储能材料的应用，该试验是对其性能的关键验证。

IMDEA集团使用单向CNT织物建造SSC，将该项目与使用各种“活性”碳纤维织物作为储能材料的类似并行工作区分开来。Vilatela等人引用的一个这样的项目。发表在科学报告（2018年2月）上的论文，使用注入技术在碳纤维织物周围生长高比表面积碳气凝胶（CAG）。结合含有10%锂离子的乙二醇基质，该技术产生的材料的计算能量密度仅为0.84 m wh kg，与包含CNT纤维的EDLC获得的能量密度相比，该材料的能量密度较低。这项技术，特别是在使用高比表面积复合材料时，产生了一种剪切模量为895兆帕的复合材料，与传统的结构复合材料相当。相比之下，IMDEA研究中的CNT复合材料的弯曲模量为60 gpa，弯曲强度为153 mpa，其值与典型的未填充聚酰亚胺相当，低于主要结构应用中使用的复合材料所需的强度和刚度特性。

每一个项目的结果都表明，在广泛的笔触中，开发完全商业化的多功能材料所面临的挑战之一，该材料适用于广泛的应用领域：即，很难建造具有足够电气和结构性能的复合材料。

柯林斯认为，目前结构和电气性能之间的权衡不会成为该技术采用和商业化的主要障碍。他说：“我不认为这些新型复合储能材料结构性能的下降会限制其有效性，因为即使性能稍差的碳纤维增强材料，其强度和刚度仍足以在某些应用中发挥作用。”更大的问题，他认为，锂电池是如何设计和机械地整合固体聚合物电极和电绝缘但离子导电的分离器的问题。其他挑战包括经济有效的制造和安全。