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2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告--张久俊院士-电化学能源储存/转换技术与锂离子超级电容器
作者: 佚名 发布日期: 2017-12-10 8:38:07 浏览次数: 427

2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告1

马莎莎

2017.11.20.

张久俊院士-电化学能源储存/转换技术与锂离子超级电容器

张久俊院士在此次报告中系统阐述了目前世界能源包括化石能源和可持续新能源的发展状况。对发展可持续能源的必要性和紧迫性及其存在的挑战进行了讨论。重点强调了能量存储和转换技术尤其是电化学能源技术在未来能源发展中的重要性。对目前锂离子电池、液流电池、铅酸电池及超级电容器的优势及不足进行了分析。指出了锂离子超级电容器在克服这些电池不足性能中的作用。报告对锂离子超级电容器的现状和未来做了深入的讨论,并指出目前存在的挑战和克服挑战的对策及所做研究和开发的重要方向。

可持续清洁能源存储方式主要有电化学储能、飞轮储能、压缩空气储能、抽水储能、超导电磁储能和冰储能等。其中,电化学被证实是最可靠和有效的能量存储和转换技术。主要优点是:(1)广泛应用于静态、运输和便携设备;(2)多种功率密度和能量密度范围;(3)可移动(无线);(4)能量转换效率高(40-95%);(5)可充电;(6)环境友好。电化学能量存储和转换装置的五个主要指标是能量密度、功率密度、循环寿命、价格和安全。

下列表格是几种典型电池的比较:

电化学能源装置

优点

缺点

锂离子电池

能量密度较高、功率密度较高

寿命较短、安全性能不够、充电时间长

氧化还原液流电池

Flexible layout;长寿命

能量密度低、系统复杂

铅酸电池

安全、成本低

能量密度低、寿命短、充电时间长

超级电容器

寿命长、充电快、高能量密度

能量密度低

下列表格是三种超级电容器的比较:

超级电容器

电荷存储机理

优点

缺点

双电层电容器(EBLC

静电

长寿命,高功率密度

低能量密度

质电容电容器(PC

电化学

高能量密度

相对较低的寿命

杂化电容器(HC,锂离子电容器(HIC))

静电+电化学

相对较高的能量密度,长寿命

与双电层电容器和锂离子电池比,锂离子电容器的能量密度和功率密度取得妥协和平衡

虽然双电层超级电容器的功率密度和循环寿命都足够高,但它的能量密度始终无法超过10Wh/kg,将双电层电容器和电池进行杂化,得到杂化超级电容器,是提高超级电容器能量密度的唯一手段。限制超级电容器和锂离子电池能量密度的因素是电极/电解质材料,研发低成本纳米电极/电解质材料是取得成功的关键。

 

 

 

以上内容根据发言现场记录,未经发言人员的修改和审阅。

 

 
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