登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
充放电过程反应式为:
正极反应:LiCoO2 ⇌ Li1-xCoO2+xe+xLi+
负极反应:xLi++xe+nC ⇌ LixCn
电池反应:LiCoO2 +nC ⇌ Li1-xCoO2+LixCn
锂离子电池的工作原理除了“氧化-还原”以外,还基于电化学嵌入-脱出反应,即锂离子电池在充放电过程中,锂以离子形式(Li+)作为能量交换的载体,通过电解液,利用锂离子的嵌入和脱出,在正负极之间摇摆,达到能量交换的目的。与其他电池相比,锂离子电池具有能量密度高、平均输出电压高、充电效率高、自放电效率低、安全性能好、循环和使用寿命长等优点。
2、超级电容器的工作原理
超级电容器一般主要由电极、电解液、集电体和隔膜等组成,其工作原理如图2所示。
充电时,电子通过外电源从正极传到负极,使正极和负极分别带正电和负电,同时电解质溶液本体中的正负离子分离并移动到电极表面与电极表面的电荷层对峙,形成双电层;放电时,电子通过负载由负极流到正极,正负离子则从电极表面释放并返回电解质溶液本体,同时双电层消失。由此可见双电层电容器利用电极和电解质界面的双电层来存储电荷,充放电过程始终是物理过程,不发生电化学反应,故其具有性能稳定、充放电时间短、循环寿命长、功率密度大、高低温性能良好等优点。
3、锂离子电容器的工作原理
富士重工的Hiromoto T等提出了锂离子电容器的工作原理,如图3所示。
正极材料是具有双电层储能的活性炭材料,负极材料是具有锂离子脱嵌功能的插层炭类材料,电解液为锂盐电解液。电池在充电时,锂离子脱离正极材料的表面,经过电解液和隔膜后插入到负极材料的晶格中;放电时,锂离子从负极材料的晶格中脱出,经过电解液返回到正极材料的表面,与正极的电荷形成双电层。嵌锂后的负极电位低,具有使用电压高、能量密度和功率密度介于锂离子电池和超级电容器之间的特点。
4、锂离子电容器相比锂离子电池和超级电容器所具有的优势
(1)容量、电压、自放电的比较
锂离子电容器的能量密度小于锂离子电池,但输出密度高;单体体积的能量密度为10~15Wh/L,较双电层电容器的2~8Wh/L的容量大得多,是后者的二倍。
在电压方面,锂离子电容器的最高电压可达到4V,与锂离子电池相近,而比双电层电容器高出许多,同时在自放电方面比二者都小。
(2)安全性
锂离子电池的正极由于采用锂氧化物,不但含有大量的锂可形成锂枝晶而刺穿隔膜,也含有氧这种重要的起火元素。电池一旦短路就可发展为整体的热分解,与电解液反应可引起燃烧。而锂离子电容器的正极是活性碳,即使内部短路会与负极发生反应,但不会与电解液反应,理论上,会比锂电池安全得多。
(3)寿命长
锂离子电池为了实现长寿命,对其充电和放电深度有一定的范围限制,这样就减少了实质上可以利用的容量,双电层电容器的充放电原理则是单纯以吸附或脱却电解液中的离子而具有长寿命的,仅凭这一点很难延长实际寿命。但锂离子电容器即使降低正极电位,单元自身的电压也不会大幅下降,因此可确保容量。
(4)耐高温
在高温条件下,电解液、正极容易发生氧化分解,为此,在高温条件下可能需要降低正极的电位,但在电位降低的情况下,双电层电容器整体电压下降,无法确保容量。而锂离子电池则无法降压,容易产生安全问题。唯有锂离子电容器可以在正极电位远离氧化分解区域的位置使用,因而高温性能出色。
5、锂离子电容器的应用及产业化现状
锂离子电容器产业上游主要包括:正负极原材料、电解液、隔膜、穿孔集流体以及单质金属锂极等;中游主要包括各种形状和不同规格的锂离子电容器单体,及锂离子电容器单体系统集成的模块;下游主要是终端市场的应用需求,目前日本市场初步开启,随后将会在国际市场上辐射开,如:风力发电、LED路灯照明、太阳能发电以及混合电动汽车等。
目前这些产业主要由国外公司控制,例如日本可乐丽和日本ACT公司分别掌握了活性炭和纳米门炭技术;日本嘉娜宝公司、日本吴羽化学、日本ATEC公司等掌握着聚并苯、硬炭等负极材料的技术;美国FERRO、德国HONEYWELL等在电解液方面占据主导地位;隔膜由日本NKK垄断,多孔集流体由日本3家金属株式会社垄断。国内目前仅有少数几家公司正在开发锂离子电容器正极活性炭和负极硬炭材料。
参考文献:
袁美蓉,王臣,徐永进,等.锂离子电容器的研究进展[J].材料导报,2013,27(21): 140-149.
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,6月16日,山西襄垣42.5MW锂离子电池+超级电容混合储能项目(EPC)中标候选人公示。浙江省一建建设集团有限公司、山西中规电力工程有限公司以15910万元预中标该项目,折合单价1.223元/Wh。项目招标人为华夏智慧能源(浙江)有限公司为陕供投(西安)能源有限公司的控股子公司,后者为
4月28日下午,西班牙和葡萄牙出现大范围供电中断现象,导致两国交通瘫痪、通信中断,民众生活陷入混乱。此次断电事件引发了全球对欧洲电网韧性和能源政策的反思,也让“能源基础设施如何构建”成为多方关注的焦点。(来源:能源评论•首席能源观文/万军)能源基础设施涵盖电力、油气、新能源等多个领域
6月16日,深能智慧能源科技有限公司2025-2026年度储能系统成套采购预选供应商项目招标公告发布。本项目的招标范围为:标段一:电池预制舱采购(采用314Ah及以上电芯),容量预估500MWh,投标人须在中华人民共和国境内,具备储能电池或储能系统成套供货业绩,供货业绩容量总和≥300MWh的合同业绩;标段
6月13日,深能智慧能源科技有限公司2025年度储能磷酸铁锂电池采购预选供应商项目招标公告发布。预估内容包括:314Ah及以上磷酸铁锂电池单体,总容量为300MWh。通过本次公开招标,建立深能智慧能源科技有限公司2025年度储能磷酸铁锂电池采购预选供应商预选库,预选库有效期:1年,有效期自入库管理协议
近日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部、海关总署、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、商务部、国家市场监督管理总局联合发布《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》,自2025年8月1日起实施。公告
储能已经进入全球化时代。能源转型背景下,全球储能需求快速增长。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)DataLink全球储能数据库的不完全统计,2024年,全球新增投运新型储能项目装机规模达到74.1GW/177.8GWh,已连续7年在新增电力储能装机中占据最大比重,2024年达到历史新高的89%。在全球化背景下,中
北极星储能网讯:2025年1–4月,我国锂离子电池(下称“锂电池”)产业延续增长态势。根据锂电池行业规范公告企业信息和行业协会测算,1–4月全国锂电池总产量超过473GWh,同比增长68%。电池环节,1–4月储能型锂电池产量超过110GWh,新能源汽车用动力型锂电池装车量约184GWh。1–4月全国锂电池出口总
四年过去了,宁德时代与中创新航的专利纠纷仍未平息。就在不久前,宁德时代一起“不正当竞争纠纷”案件落锤,矛头再次指向中创新航。6月10日,湖南省长沙市中级人民法院披露了宁德时代与中创新航等不正当竞争纠纷一案的判决书。公告显示,中创新航科技集团股份有限公司于2022年7月27日在其官方微信公众
6月11-13日,“SNEC第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源大会暨展览会”在上海国家会展中心盛大启幕,行业盛会再次成为推动能源变革的核心舞台,格力钛新能源凭借在超高安全能源领域的深厚积累,携系列产品为全球能源转型呈上多元化、高安全的储能应用解决方案。核心电池技术领先,安全与性能双优
6月10日,有媒体报道称,锂电池资源回收公司Li-CycleHoldingsCorp.宣布,已根据《加拿大公司债权人安排法》向安大略省高等法院申请破产保护,保护其自身及其北美子公司。三个月前还在吹捧新融资的“北美电池回收之王”,转眼就躺进资本ICU。资料显示,Li-Cycle是2016年由两名前Hatch公司工程师在加拿大
北极星储能网获悉,6月11日,瑞泰新材在投资者互动平台表示,公司与国内外多家固态锂离子电池相关企业均有合作。目前公司固态电池电解质材料已形成销售,但销售收入占比较小,且固态电池在技术路线、产品路线和商业路线上均有待发展,敬请广大投资者注意投资风险!
近期,中核汇智、中国绿发、四川川投、蒙能集团、山西粤电全国多地有岗!北极星整理如下:汇智(北京)能源有限公司(以下简称中核汇智)成立于2022年1月,是中核汇能的全资子公司,注册及工作地点均位于北京市丰台区,是一家以分布式光伏、分散式风电、充电桩、用户侧储能项目投资、建设、运营为主要业
7月16日,力容超级电容及干法电池项目签约仪式举行。据悉,力容超级电容及干法电池项目由力容新能源技术(天津)有限公司投资建设,计划投资50亿元,分两期建设,一期建设干法电极生产线1条、超级电容生产线4条、锂离子电容器中试线1条、超级电容模组线1条、储能系统PACK线1条,年产超级电容器2500万只
北极星储能网呼吸,2023年5月6日,水磨沟区人民政府和鲁能新能源(集团)有限公司在水磨沟区举行战略合作协议签约仪式。水磨沟区委常委、常务副区长、区政协党组书记、副主席岳永与鲁能新能源(集团)有限公司新疆分公司总经理曾小栗分别代表双方签署《战略合作协议》。本次签约的项目:一是建设两座5
北极星储能网获悉,3月29日,广宇发展公告,2022年实现营业收入34.3亿元,同比下降82.49%。归属于上市公司股东的净利润6.33亿元,同比扭亏为盈。归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润6.3亿元,同比扭亏为盈。向全体股东每10股派发现金红利1.00元。报告期内,累计完成发电量81.71亿千瓦时,较
北极星储能网获悉,7月26日,国家知识产权局发布第二十三届中国专利奖授奖的决定,合肥通用机械研究院有限公司的专利一种高纯氯化锂的提取装置,石家庄中博汽车有限公司和格力钛新能源下属公司的专利一种钛酸锂复合材料及其制备方法、负极片及锂离子电池等,获得了中国专利金奖。获得优秀奖的锂电池专
北极星储能网获悉,中国华能集团发布西安热工研究院有限公司本部基于电力储能系统的超级电容器性能试验研究采购,主要研究内容包含基于电力储能系统对于超级电容器的性能需求,分析确定适合的超级电容器类型;适用于电力储能系统的锂离子电容器单体性能测试、分析和研究;适用于电力储能系统的锂离子电
展望未来超级电容器的发展,首先还是向低内组,大型脉冲电源里面,其次在车载储能或者轨道交通里面、储能领域还是要做提高能量密度,往混合型电容发展。——宁波中车新能源科技有限公司副总监郑超2020年8月26-28日,由中国能源研究会、中关村管委会、中关村科学城管委会指导,中国能源研究会储能专委会
在西班牙东北部的巴斯克地区的阿拉瓦省,CICenergIGUNE能源合作研究中心的科学家通过设计硬碳电极的结构制造出了一种“超快电池”,经研究表明,这种电池可以将锂电池的能量密度与超级电容器的快速放电时间结合起来。(来源:微信公众号“微锂电”ID:V-lidian作者:蔡雅倩)CICenergiGUNE研究所的科学
主讲嘉宾:苏方远,中国科学院炭材料重点实验室、中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员,主要研究领域包括新型电化学储能器件体系及工艺开发、碳材料电化学过程模拟、基于多孔电极理论的储能器件仿真、机器学习在储能器件开发中的应用等。作为负责人及执行负责人完成和主持国家、山西省和国内外企业委
苏方远,中国科学院炭材料重点实验室、中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员,主要研究领域包括新型电化学储能器件体系及工艺开发、碳材料电化学过程模拟、基于多孔电极理论的储能器件仿真、机器学习在储能器件开发中的应用等。作为负责人及执行负责人完成和主持国家、山西省和国内外企业委托项目十余
苏方远,中国科学院炭材料重点实验室、中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员,主要研究领域包括新型电化学储能器件体系及工艺开发、碳材料电化学过程模拟、基于多孔电极理论的储能器件仿真、机器学习在储能器件开发中的应用等。作为负责人及执行负责人完成和主持国家、山西省和国内外企业委托项目十余
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
随着全球能源结构加速向清洁化转型,风力发电作为主力可再生能源之一,正面临更高效率、更低运维成本的严苛要求。在风力发电机组的核心控制环节——变桨系统中,传统铅酸电池、锂电池等储能设备因响应速度不足、低温性能衰减、维护成本高等问题,逐渐难以满足新型大功率风机的需求。四川金时科技股份有
盖房子用的水泥能用来发电,还能当成“电池”储能。东南大学9日发布最新科研成果,该校科研人员研发出仿生自发电-储能混凝土,将高能耗的水泥变为“绿色能量体”,为构建新型能源体系、实现“双碳”目标提供技术助力。统计数据显示,我国建筑全过程能耗占到全国能源消费总量的45%,碳排放量占全国排放
北极星储能网讯:4月28日,国家发改委发布《绿色低碳先进技术示范项目清单(第二批)》,涉及储能的示范项目有12项,总规模超2.455GW/9.14GWh。其中包括,500兆瓦/2000兆瓦时构网型混合储能示范项目;295兆瓦/590兆瓦时构网型储能电站示范项目;350兆瓦/1400兆瓦时石灰岩地层储气库压缩空气储能电站示
北极星储能网获悉,4月22日,安徽省先进光伏和新型储能产业集群建设领导小组办公室发布《关于征集先进光伏和新型储能领域专家库的通知》。其中明确要求,应具有高级以上专业技术职称,或具有丰富的相关工作经历和管理经验,专业造诣较深,熟知其所在专业或者行业的国内外情况及相关法律、法规、政策和
北极星储能网获悉,4月1日,深圳新宙邦科技股份有限公司披露投资者关系活动记录表,回答投资者提问。对于公司电解液市场后续规划,新宙邦回答:公司核心业务之一为电池化学品,主要产品包括:锂离子电池化学品(如电解液、添加剂、新型锂盐、碳酸酯溶剂)、超级电容器化学品、一次锂电池化学品、钠离子
3月5日,2025年中国储能技术创新应用研讨会在浙江杭州圆满落幕!继4日的广泛讨论之后,行业几位专家结合当前的储能应用发展趋势,从储能人才培养、混合储能技术、储能出海等热点话题分别做了解读。与此同时,业内人员也一同走访了位于浙江杭州的两大电网侧储能项目,通过实地调研探究技术创新对储能项
加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员最近发表文章,分享了他们使用一种特定类型的塑料实现更高效能源存储的突破性工作,这种新材料可能为全球可持续能源转型提供解决方案。我们在日常生活中到处使用塑料。塑料有助于保持食物新鲜和医疗设备的无菌状态,并且为电子产品提供绝缘。事实证明,塑料还可以做
2月20日晚间,诺德股份(600110)公告,近日,公司全资孙公司深圳百嘉达新能源材料有限公司(简称“百嘉达”)与中创新航(03931)签订了《2025年保供框架协议》,基于双方长期稳定的战略合作,为保证百嘉达铜箔产品的供应稳定,百嘉达承诺2025年向中创新航供应铜箔产品4.5万吨,实际供货量需以正式销
新型储能迎来重大利好!不仅12大技术上榜,还将培育3#x2014;5家生态主导型企业,到2027年,实现高端化、智能化、绿色化发展。对此,有相关机构认为,2025年中国储能装机有望在2024年翻倍增长的基础上,保持较高增速,与此同时,海外市场渗透率有望提升。那么,真锂新媒就带您具体盘点一下,这新型储能1
2月17日,工业和信息化部等八部门关于印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》的通知,通知指出,推动“光伏+储能”系统在城市照明、交通信号、农业农村、公共广播、“智慧车棚”等公共基础设施融合应用,鼓励构建微型离网储能系统。原文如下:工业和信息化部等八部门关于印发《新型储能制造业高质量
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!