超级电容器的发展与应用.ppt

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1、超级电容器的技术发展与应用2015.11.13南通杨裕生1超级电容器的主要不足是比能量不高，而电池的主要问题是要提高比功率和延长循环寿命，二者并联使用在一定程度上可以互补而得较好的效果。一、电池与超级电容器的融合外并——电池与超级电容器并联使用并联电源的比功率和寿命比电池提高电路复杂、体积庞大、价格昂贵、使用不便电池控制器充电器充电器电容器23近些年，超级电容器和电池进行内部“融合”，即超级电容器里加入电池的电极材料，也在电池中添加活性炭。电池中增加电容器功能，提高比功率和寿命超级电容器中融合电池材料，比能量

2、有所提高优越性：省去并联线路；自动调整电压简化管理系统；加快电池充电电容器与电池的“外并”改“内并”4随着研究的进展，衍生出许多不同的组合方式，取了许多新名称，虽然大多数的组合方式与名称相符，但也有个别是有意无意的名不符实。应该整理一下首先划分“电池的变种”与“电容器的变种”，然后再行细分，并研究机理。超级电容器两个电极均以双电层原理蓄电的储能器件超级电容器主要用活性炭（大比表面的炭）作为活性物质超级电容器的电解液水溶液体系：酸、碱、中性有机溶液体系——电压高超级电容器及其变种超级电容器的比能量低活性炭活性炭隔

3、膜51、混合型超级电容器简称混合电容器一个电极以双电层原理蓄电、另一个为电池电极的储能器件例1：正极PbO2,负极活性炭例2:正极NiOOH,负极活性炭水溶液电解质advancedlead-acidbatteries（美国？）活性炭+—活性炭氧化铅+—活性炭氧化镍6比功率、比能量、充-放电寿命介于电池与超级电容器之间，接近超级电容器例3:正极活性炭,负极Li4Ti5O12有机溶液电解质1、混合型超级电容器（续）简称混合电容器+—活性炭钛酸锂混合（不对称）电容器兼收两者的优点也继承了两者的缺点——两者的折衷例4:

4、正极活性炭,负极能嵌锂的碳(江海)72、混合型电池电容器混合型超级电容器的活性炭正极中混入锂离子电池正极材料①国外报道②成都有机所A.D.Pasquieret.alJPowerSources136(2004)160正极：活性炭电极60-45%加15-30%LiMn2O4负极：Li4Ti5O12XueboHuet.alJPowerSources187(2009)6354C恒电流下：14.47Wh/kg，5000次衰减<8%正极：活性炭电极加少部分LiCoO2负极：Li4Ti5O12——活性炭仍为主+—活性炭+锂盐

5、钛酸锂8电池中的电极与活性炭电极并联电池添加活性炭的变种电池的电极中混入少部分活性炭——电容型电池91、超级电池——铅酸电池铅负极并联炭电极铅酸电池混合电容器超级电池UltraBatteryL.T.Lam&R.LoueyJPowerSources158(2006)1140PbO2活性炭Pb—++PbO2Pb—PbO2AC+—102、电池的电极中混入活性炭——电容型电池将活性炭混入铅酸电池负极活性炭混入锂离子电池正极（江苏常州，辽宁朝阳，2011年6月）活性炭混入镍氢电池负极（天津国泰之光研究院，2011年9月）

6、混入活性炭的效果：(+)比功率提高循环性改善(--)比能量减低——活性炭占了电极部分位置可能增加电极析气量和调浆、涂佈难度112.1电容型铅酸电池——“铅炭电池”炭加到入铅酸电池的负极中铅酸电池混合电容器铅炭电池较超级电池工艺简单PbO2AC+—PbO2Pb+—PbO2Pb+AC+—122.2电容型锂离子电池①常州华日升凯晟能源科技有限公司2011年6月会议，7月技术论证咨询会“高功率、高能量和高安全性磷酸铁锂锂离子动力电容电池”②朝阳立塬新能源有限公司2011年6月会议，2012年1月成果鉴定会正极：LiFe

7、PO4–加活性炭；负极：碳锂离子电池正极中加入活性炭——活性炭为辅正极：LiFePO4–加活性炭；负极：碳功率型：78Wh/kg，3000次衰减至65.8Wh/kg（84%）2243W/kg；—20℃下，71.2Wh/kg；能量型：117Wh/kg，500次容量保持97.0%1740W/kg；—20℃下，94.2Wh/kg+—磷酸铁锂+AC石墨13“镍碳超级电容器”科技日报2010年9月报道镍氢电池的负极中加入活性炭活性炭在负极中占30%储氢合金占主导地位镍氢电池的基本结构未变电池负极中的活性炭占小头——活性炭

8、为辅2.3电容型镍氢电池上述的名称都较长，是为了准确、全面地反映蓄电器件的实质。当然，应该允许有简称，但是无论如何简化，是“电池”还是“电容器”必须正确地表达清楚，不要混淆。+—氧化镍储氢合金+AC14小结：超级电容器与电池的变种分类、名称电极材料举例负极正极超级电容器及变种超级电容器活性炭活性炭混合型超级电容器活性炭氧化铅、镍钛酸锂；碳活性炭混合型电池电容器钛酸锂活性炭+锂盐电池添加