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高比能锂离子电容器

单位名称 中国科学院电工研究所 大赛年份 2021年
大赛届次 第16届 奖项 金奖
发明人姓名 张晓虎 马衍伟 张熊 孙现众 王凯 李晨
技术领域 能源环保,新能源
应用行业 电力储能、轨道交通、新能源车、工业车用电源、电动工具等
项目类别 专利
专利类型 发明
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
发明项目提出:针对电网调频、轨道交通再生制动能量回收等领域对短时高频储能技术的重大需求,开展高比能锂离子电容器技术研究;发明目的:发明一种兼具高功率密度、高能量密度和长循环寿命的储能技术技术原理:从原理和结构上综合了锂离子电池和双电层电容器技术特点,正极采用电容型活性炭,负极采用电池型负极材料,在充放电过程中,正极发生离子的吸附和脱附,负极发生离子的脱嵌。基本思路:通过高比能、高比功率电极材料的调控与设计制备,创新采用自蔓延方法制备高品质石墨烯,进一步研制微纳复合电极材料和石墨烯基导电浆料,开发高电压、高导电率、耐低温电解液,优化器件的优化器件电极结构和制备工艺,创新的预嵌锂方案,多物理场耦合模型仿真模拟优化器件性能及正向设计研究,完成标准模块的设计与开发,实现功率密度、能量密度和循环寿命的协同提升。
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
(1)微纳复合电极材料制备与调控,实现功率密度和能量密度的协同提升(2)首次采用自蔓延高温合成法,实现了石墨烯材料的快速、绿色、低成本宏量制备(3)石墨烯复合电极材料及导电浆料制备技术,提升倍率特性、改善热性能(4)电极结构设计与制备技术,实现低内阻电极及高功率器件(5)高效预嵌锂化成技术,提升器件一致性和综合性能(6)软包锂离子电容成组技术,采用流道结构优化模组的热特性
项目进展阶段 小批量试用
备注