高比能、长寿命锂离子电容器
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-10-30 12:09:04
发展高效、低成本的新型储能技术是可再生能源利用和新能源汽车发展的关键; 长时大容量储能技术发展较快,短时、高频储能与调频技术发展严重脱节。 超级电容器:短时、高频储能器件首选。 超级电容器具有充电时间短,使用的寿命长、功率密度高等特点,在可再生能源储存、智能电网、电动汽车、国防军工等领域具有广阔应用前景。 高比能、长寿命锂离子电容器解决电源器件面临的能量功率矛盾的瓶颈问题,实现器件能量、功率和寿命的平衡与可定制性。
技术成果一:高稳定、长寿命锂离子电容器电极材料 基于我国的原料禀赋,开发煤基球形活性炭制备技术,已在国家能源集团上海研究院中试;构筑了具有高倍率、长寿命、高振实密度特征的3D结构的Li2TiSiO5负极材料;针对正负极反应特征,设计了超长寿命的锂离子电容器体系。 技术成果二:高比能、长寿命干法电极制备技术 开发了具有完全自主知识产权的干法电极技术;高电极密度、高导电性、高循环寿命的特征,同时,设备投资少,占地面积小;可显著提升锂离子电池的能量密度与循环寿命; 技术成果三:高效预理化技术 通过调整金属锂的含量精准控制预锂化程度,实现批量化应用;预锂化效率相对较高,成本低;显著提升硅碳负极的首效,提升电池寿命; 技术成果四:高致密、低离子扩散能垒的SEI膜构筑与化成方法 设计高锂离子去溶剂化能垒与低锂离子扩散能垒的富碳酸锂SEI膜;建立过电位精准调控SEI关键组分和比例的化成方法,实现SEI的可控构筑。
大陆汽车系统公司的麦克斯韦供电稳压系统(VSS)是2016年凯迪拉克ATS和CTS轿车以及ATS轿跑车的标准配置。
丰田TS040冠军赛车采用了超级电容器技术。
宝马与丰田为跑车合作伙伴关系,将来可能会整合超级电容器技术
在低于13秒和低于25℃的放电功率工况下,超级电容器已成为最便宜的高功率型储能器件。
同济大学车用新能源技术团队 氢能技术 氢气制取、提纯和储运、加氢站及相关技术 燃料电池技术 膜电极及关键材料、双极板、燃料电池电堆 长寿命功率器件及二次化学电源 锂离子电容器、锂离子电池和锂硫电池 院士领衔科学家队伍+资深工程师团队 同济大学汽车学院新能源汽车工程中心和佛罗里达州立大学(Florida State Univ.)联合开发;1997年开始从事超级电容器及车用新能源技术研究开发,拥有博士人数10人,高级职称5人;研制出世界领先水平的高比能锂离子超级电容器,唯一满足USABC要求的化学电源;在电动工具、车辆动力牵引及AGV等领域取得了较好的效果和用户评价。
高比能、长寿命锂离子电容器匹配与器件设计 首次提出对称电池技术结合在线EIS技术进行器件的匹配;创建面向锂离子电容器正负极性能需求的实用性活性炭//硬碳体系;首次实现锂离子电容器器件能量密度达50Wh/kg,循环寿命超30万次,超USABC启停电源要求。基于数据融合的SOC估算与BMS开发 建立锂离子电容器单体OCV与SOC间的映射关系及热特性关系;SOC估计值与测量值之间的平均误差为0.031V,最大误差为0.057V,误差小,算法可靠性强;专用BMS已获得煤安认证,并在华电集团矿用纯电配送车上应用。
基于高比能锂离子电容器的48V启停系统 节油率超过30%,远高于锂离子电池等同类产品;电源与汽车寿命一致,终生免维护;满足-40℃~60℃全气候环境工作要求,使用成本低。 技术成果八:锂离子电容器-燃料电池复合电源系统 维持燃料电池系统的功率稳定; 燃料电池功率辅助;制动能量回收; HyLICs提供动力辅助与能量回收;使用寿命更好; UDDS工况:经济性提高了22.8%。