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锂离子电池将会被它所替代吗?

2017-12-12
        随着电动汽车及用于固定位置的大型蓄电池系统在家庭及社会生活中的普遍应用,在充电电池由镍氢电池向锂离子电池的过渡逐步完成以后,不但锂电池的研发方向出现了多用途发展的趋势,而且也诞生了锂离子电容器——一种兼具高能量密度和高功率密度特性且能够做到大电流充放电的一款电储能设备,下面我们就一起来了解一下。
锂离子电容器的工作原理
        锂离子电容器一般由以下部分组成:
(1)锂离子电池负极——石墨电极;
(2)电化学双层电容器正极——活性炭;
(3)锂离子电池电解质——LiPF6等。
        它是传统的双电层电容器的改进品种,其工作机理如下图所示:
锂离子电池将会被它所替代吗?
        充电时,电解液中的Li+嵌入到石墨层间形成嵌锂石墨,同时,电解液中的阴离子吸附在活性炭正极表面形成双电层;放电时,Li+从负极材料中脱出回到电解液中,正极活性炭与电解液界面间产生的双电层解离,阴离子从正极表面释放,同时电子从负极通过外电路到达正极。
锂离子电容器的特点
(1)锂离子电容器既具备了双电层电容器的高功率,又具备锂离子电池的高容量特点,锂离子电容器之所以比双电层电容器的能量密度高是因为单元的电压及静电容量增加:通过添加锂离子使电容器由传统的双电层电容器电压由2.5V~3V上升到4V;负极因为可得到锂离子,因而高于双电层电容器原来的活性碳,而提高了至少1倍的容量;
(2)具有介于双电层电容器和蓄电池之间的比能量;
(3)充放电循环时间短,远远小于蓄电池的循环时间;
(4)寿命长,可以满足长期使用,无需维护;
(5)具有良好的高温稳定性和更宽的工作温度范围,可以在−45~85°C范围内正常工作。
        自诞生以来的数十年间,锂离子电容器已经逐步走向实用化,主要应用在风力发电、路灯发电、公交车以及其他工业设备中。同时还有多种不同的类型不断推出,如快速充电锂离子电容器、耐高温锂离子电容器、复合锂离子电容器、混合型水系锂离子电容器等。
        锂离子电容器兼具双电层电容器的高功率密度与锂离子电池的高能量密度特性,安全性能高,拥有超长的使用寿命,低自放电以及宽温度范围,具有非常好的发展前景,极大程度地满足了电动公交车、节能电梯以及其他工业需求,成为近年来各科研院所和高新企业的研究热点。有人甚至推断其十年内将替代锂锂离子电池,而这是否会成为现实,我们拭目以待。
相关链接:LiPF6
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑