電容型鋰離子動力電池原理及性能

1、朝陽立塬新能源有限公司朝陽立塬新能源有限公司CHAOYANG LIYUAN NEW ENERGY CO.CHAOYANG LIYUAN NEW ENERGY CO.，LTD.LTD.講述人：李講述人：李 薦薦電容型鋰離子動力電池原理及性能電容型鋰離子動力電池原理及性能20122012年年5 5月月2.2.電容型鋰離子電池電容型鋰離子電池性能特點性能特點2 2. .電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題2 2. .電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題2 2. .電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題2 2. .電容型鋰離子電池研發(fā)若干問題電

2、容型鋰離子電池研發(fā)若干問題1 1. .電容型鋰離子電池電容型鋰離子電池工作原理工作原理立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY一、電容型鋰離子電池工作原理一、電容型鋰離子電池工作原理雙電層超級電容器工作原理雙電層超級電容器工作原理 立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY物理原理物理原理超級電容器種類超級電容器種類 雙電層電容器（雙電層電容器（EDLCEDLC）（已規(guī)模化）（已規(guī)?；?水系雙電層電容器（單體電壓

3、低）水系雙電層電容器（單體電壓低） 有機系雙電層電容器有機系雙電層電容器（立塬產品）（立塬產品） 電化學電容器（贗電容）（目前應用很少）電化學電容器（贗電容）（目前應用很少） 金屬氧化物電化學電容器金屬氧化物電化學電容器 高分子導電聚合物電化學電容器高分子導電聚合物電化學電容器立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY鋰離子電池工作原理鋰離子電池工作原理 立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY化學原理化學原理鋰離子電池種類：鋰離子電池種類：（1）按正極：）按正極：鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池

4、、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池、 磷酸亞鐵鋰電池。磷酸亞鐵鋰電池。（2）按負極：）按負極：天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、LTO（3）按電解液：）按電解液：液體、凝膠、全固態(tài)聚合物液體、凝膠、全固態(tài)聚合物（4）按包裝：）按包裝：金屬殼、塑料殼、軟包裝金屬殼、塑料殼、軟包裝（5）按性能：）按性能：功率型、能量型功率型、能量型（6）按容量：）按容量：小容量、中容量、大容量小容量、中容量、大容量常用鋰電電極材料及其特點常用鋰電電極材料及其特點 名稱名稱安全性能安全性能 應用領域應用領域循環(huán)壽命循環(huán)壽命價格價格正正極極鈷酸鋰鈷酸鋰差差手機電池手機電池3003

5、00500500次次高高三元材料三元材料差差電動工具電動工具500500800800次次高高錳酸鋰錳酸鋰較好較好電動自行車電動自行車 300300500500次次低低磷酸亞鐵鋰磷酸亞鐵鋰 很好很好電動汽車電動汽車1000100020002000次次較低較低負負極極鈦酸鋰鈦酸鋰很好很好高安全電池高安全電池 約萬次約萬次高高石墨石墨較差較差各種鋰電各種鋰電50050020002000次次低低1 1、頻繁大電流沖擊對電池性能有明顯的不利影響、頻繁大電流沖擊對電池性能有明顯的不利影響2 2、在電池兩端并聯(lián)大容量電容器的確能緩沖大電流對電池、在電池兩端并聯(lián)大容量電容器的確能緩沖大電流對電池的沖擊，從而延

6、長電池的循環(huán)壽命的沖擊，從而延長電池的循環(huán)壽命3 3、如果采用內連接，使每個電池材料顆粒都處于電容器的、如果采用內連接，使每個電池材料顆粒都處于電容器的保護之中，應更能延長電池循環(huán)壽命，提高電池功率特保護之中，應更能延長電池循環(huán)壽命，提高電池功率特性性電容型鋰離子電池研發(fā)基礎電容型鋰離子電池研發(fā)基礎立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY電容型鋰離子電池研發(fā)基礎電容型鋰離子電池研發(fā)基礎立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGYI II I1 1I I2 2外連接外連接內連接內連接無連接無連接外連接外連

7、接外連接外連接I II I2 2I I1 1I II I2 2I II I2 2I I1 1I II I2 2 電容型鋰離子電池是將雙電層超級電容電容型鋰離子電池是將雙電層超級電容器與鋰離子電池的工作原理相結合，鋰離器與鋰離子電池的工作原理相結合，鋰離子電池的電極材料與超級電容器的電極材子電池的電極材料與超級電容器的電極材料相融合，器件中既有電容的雙電層物理料相融合，器件中既有電容的雙電層物理儲能原理又有鋰離子電池的嵌入脫嵌化學儲能原理又有鋰離子電池的嵌入脫嵌化學儲能原理，即形成電容型鋰離子電池。儲能原理，即形成電容型鋰離子電池。 電容型鋰離子電池的工作原理電容型鋰離子電池的工作原理立塬新能源

8、立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 電容型鋰離子電池研制電容型鋰離子電池研制關鍵技術問題：關鍵技術問題：電極成份設計問題電極成份設計問題工作電壓匹配問題工作電壓匹配問題電解液組分設計問題電解液組分設計問題與性能相匹配的結構設計問題與性能相匹配的結構設計問題應用技術應用技術立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY申報專利申報專利3535項，已授權項，已授權2525項項l 電解電容器電解電容器+ +超容：電解電容器超容：電解電容器EDLCEDLC 電解電容器贗電容電解電容器贗電容l 電池超容：電池超容： 鉛

9、酸電池鉛酸電池EDLCEDLC（無機電容型鋰離子電池）（無機電容型鋰離子電池） 鎳氫電池鎳氫電池EDLCEDLC（無機電容型鋰離子電池）（無機電容型鋰離子電池） 鋰電超容鋰電超容（有機電容型鋰離子電池）（有機電容型鋰離子電池） 立塬自主研發(fā)并率先實現(xiàn)產業(yè)化立塬自主研發(fā)并率先實現(xiàn)產業(yè)化電容電池種類電容電池種類 立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY二、電容型鋰離子電池性能二、電容型鋰離子電池性能立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY充放電曲線充放電曲線立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW EN

10、ERGYLIYUAN NEW ENERGY超容超容鋰電鋰電鋰電鋰電電容型電池電容型電池1C1C充充2C2C放放20 1/3C20 1/3C放電放電電容電池電容電池20 1/3C20 1/3C放電放電 能量密度：能量密度：5 58Wh/Kg8Wh/Kg 功率密度：功率密度： 300030004000W/Kg4000W/Kg 循環(huán)壽命：循環(huán)壽命：1010萬次以上萬次以上 充電時間：幾分鐘充電時間：幾分鐘 溫度范圍：溫度范圍：40407070（軍品（軍品5555） 工作電壓范圍：工作電壓范圍：0 02.7V2.7V 超級電容器主要性能超級電容器主要性能立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENE

11、RGYLIYUAN NEW ENERGY電容型鋰離子電池主要性能電容型鋰離子電池主要性能 能量密度：能量密度：6060120Wh/Kg120Wh/Kg（可設計）（可設計） 功率密度：功率密度： 130013003000W/Kg 3000W/Kg （可設計）（可設計） 循環(huán)壽命：循環(huán)壽命：2000200050005000次（可設計）次（可設計） 充電時間：充電時間：0.50.52 2小時（可設計）小時（可設計） 溫度范圍：溫度范圍：30306060 工作電壓范圍：工作電壓范圍：2.52.53.6V 3.6V （可設計）（可設計） 安全性能更好，環(huán)保無污染安全性能更好，環(huán)保無污染 立塬新能源立塬新

12、能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY40Ah40Ah電容型鋰離子電池強制認證主要結論電容型鋰離子電池強制認證主要結論 -20-20低溫容量：低溫容量：85.15%85.15% 常溫常溫2828天能量保持天能量保持/ /恢復：恢復： 97.5%/98.997.5%/98.9 1C1C充放充放500500次循環(huán)容量保持：次循環(huán)容量保持：102.43102.43 組件組件15C15C脈沖：通過脈沖：通過立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW

13、ENERGY18Ah18Ah電容型鋰離子電池委托認證主要結論電容型鋰離子電池委托認證主要結論 2010C2010C充電充電10S10S：電壓：電壓3.25V3.25V -20-20低溫容量：低溫容量：85.89%85.89% 7070放電：放電：105.5%105.5% 45C45C放電放電10S10S電壓：電壓：2.16V2.16V 1C1C充充2C2C放放30003000次循環(huán)容量保持：次循環(huán)容量保持：89.9489.94立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENE

14、RGY立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY各種儲能器件性能比較各種儲能器件性能比較 名名 稱稱能量能量(Wh/Kg)(Wh/Kg)功率功率(W/Kg)(W/Kg)壽命壽命( (次次) )價格價格充充 電電溫度范圍溫度范圍安全安全性能性能有害有害物質物質鉛酸電池鉛酸電池3535200200300300200500200500低低7 710h10h20206060高高鉛鉛鎳鎘電池鎳鎘電池4545400400500500800800較低較低7 710h10h20206060高高鎘鎘鎳氫電池鎳氫電池70705005008008003003006006

15、00較高較高7 710h10h20206060高高無無鋰離子電池鋰離子電池1251256006001000100050050010001000高高7 710h10h20206060較低較低無無無機超容無機超容5 5150015001010萬萬較低較低幾分鐘幾分鐘20206060高高無無有機超容有機超容8 8300030001010萬萬較高較高幾分鐘幾分鐘40406060較高較高無無電容型鋰離子電容型鋰離子電池電池6060120120130030001300300020002000較高較高0.52h0.52h30306060較高較高無無立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIY

16、UAN NEW ENERGY電動汽車用電容型鋰離子電池組件電動汽車用電容型鋰離子電池組件立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 電動汽車電源電動汽車電源 電動摩托車、自行車電源電動摩托車、自行車電源 各種電能存儲裝置（風能、太陽能、儲電柜等）各種電能存儲裝置（風能、太陽能、儲電柜等） 電動工具電動工具 軍事領域軍事領域大功率、長壽命大功率、長壽命電容型鋰離子電池應用電容型鋰離子電池應用立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY電動汽車用電容型鋰離子電池組件電動汽車用電容型鋰離子電池組件立塬新能源立塬

17、新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 立塬公司路試用電動電行車、摩托車、三輪車立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 立塬公司路試用純電動小轎車立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 立塬公司路試用純電動微型客車立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 立塬公司路試用純電動小卡車立塬新能源立塬新能源LIYUAN NEW ENERGYLIYUAN NEW ENERGY 立塬公司路試用純電動大巴車（12m）家用儲電柜、商用家用儲電柜、商用UPSUPS立塬新能源立