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电容型锂电池成新型储能器件

2021-03-06 ryder

新能源受到全世界的广泛重视,电动车作为新能源的典型代表尤其如此。然而,电动车不可缺少的储能电池,成为限制电动车发展的紧要瓶颈。世界各国都把高性能动力锂离子电池的研发作为新能源发展的紧要课题。


高容量、大功率、长寿命、安全环保一直都是新能源范畴动力锂离子电池追求的紧要方向。锂电池具有能量密度高的优点,是电动车的首选储能器件,但存在功率密度较低、低温特性较差、循环寿命仍有待提高等问题。超级电容器是一种依赖双电层原理工作的储能器件,具有功率密度高、温度特性好、寿命长等优点,但与锂电池相比,其能量密度较低,惟有锂电池的约莫5%,无法满足电动车对动力锂离子电池能量密度的要求。


要怎么样克服锂电池和超级电容器各自性能缺陷,将其优点互补,是电池范畴众多研究者孜孜不倦追求的目标。


电容型锂电池的设计制造


考虑到频繁大电流冲击对电池性能分明不利的影响,倘若在电池两端并联大容量电容器,能缓冲大电流对电池的冲击,从而延长电池的循环寿命。此外,倘若将超级电容器的电极材料与锂电池的电极材料复合在一起,使其协调工作,就相当于使每个电池材料颗粒都处于电容器的保护之中,应更能延长电池循环寿命,提高电池功率特性。基于这种考虑,辽宁立塬新能源有限公司自主研发了电容型锂电池。


电容型锂电池是将双电层超级电容器与锂电池的工作原理相结合,器件中既有超级电容的双电层物理储能原理,又有锂电池的嵌入脱嵌化学储能原理,即形成电容型锂电池。


电容型锂电池是将超级电容器与锂电池的电极材料真正融合在一起,形成一个统一的新型储能器件电容型锂电池;同时对电解液配方、电池的结构、制造工艺、原材料等方面进行优化调整,以满足器件的化学-物理工作原理及高功率工作特性要。


依据与超级电容器相融合的电池材料的不同,电容型锂电池又可分为:电容型磷酸亚铁锂锂电池、电容型锰酸锂锂电池、电容型三元锂电池等。电容型锂电池研制关键技术问题包括:电极成份设计问题;电解液组分设计问题;工作电压匹配问题;与性能相匹配的结构设计问题;使用技术问题。


电容电池种类涵盖1.电解电容器+超容:电解电容器+EDLC、电解电容器+赝电容;2.电池+超容:铅酸蓄电池+EDLC(无机电容型锂电池)、镍氢电池+EDLC(无机电容型锂电池)、锂电+超容(有机电容型锂电池)。立塬公司的专利产品属于后者。


电容型锂电池紧要性能


能量密度:60Wh/Kg~120Wh/Kg(可设计);


功率密度:1300W/Kg~3000W/Kg(可设计);


循环寿命:2000次~5000次(可设计);


充电时间:0.5h~2h(可设计);


温度范围:-30℃~60℃;


工作电压范围:2.5~3.6V(可设计);


安全性能更好,环保无污染。


2012年一月,电容型锂电池产品通过了辽宁省科技厅和经信委共同主持的科技成果鉴定。由杨裕生、顾国彪两位院士和国家863计划动力锂离子电池测试中心王子冬主任等11位专家组成的鉴定委员会认为:该项成果具有自主创新性,在能量密度和功率密度同时保持较高水平的情况下,循环寿命和低温性能达到同类产品的国际先进、国内领先水平。


电容型锂电池是一种能量型与功率型兼顾的新型动力锂离子电池,可广泛使用于驱动电源和储能电源两大范畴,如电动车(纯电动、混合动力)、港口机械、电动摩托车、自行车电源、各种电能存储装置(风能、太阳能、储电柜等)、电动工具、军事范畴等。

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