低温锂离子电容器研究进展

TM538; 锂离子电容器(LIC)采用了双电层电容器(EDLC)正极和锂离子电池(LIB)负极,因而兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的优势.LIC在储能过程中正极表面发生电荷的可逆吸脱附,负极体相中存在Li+的反复嵌入/脱嵌,在低温环境下由于电解液的黏度、电导率等物化性质发生很大改变,严重影响了LIC中离子的正常运输和电荷转移,导致无法在低温工况下正常运转,限制了其全天候、宽温域的应用.因此改善LIC的低温性能成为现阶段亟待解决的问题,受到了业界的广泛关注.众多研究表明电极材料和电解液之间的相互作用直接决定LIC低温电荷存储的过程,是解决低温环境下LIC能量密度和功率密度低的关键环节....

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Published in工程科学学报 Vol. 46; no. 8; pp. 1509 - 1520
Main Authors 徐艺, 李晨, 任祥, 张熊, 王凯, 孙现众, 马衍伟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院电工研究所,北京 100190 01.07.2024
中国科学院大学,北京 100049
山东产业技术研究院,济南 250102
中国科学院大学,北京 100049%济南大学化学化工学院,济南 250022%中国科学院电工研究所,北京 100190
齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院,济南 250013
山东产业技术研究院,济南 250102%济南大学化学化工学院,济南 250022
济南大学化学化工学院,济南 250022
Subjects
low-temperature performance
electrode material
锂离子电容器
低温性能
lithium-ion capacitors
储能器件
energy storage devices
电极材料
电解液
electrolyte
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ISSN2095-9389
DOI10.13374/j.issn2095-9389.2023.09.20.001

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Summary:TM538; 锂离子电容器(LIC)采用了双电层电容器(EDLC)正极和锂离子电池(LIB)负极,因而兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的优势.LIC在储能过程中正极表面发生电荷的可逆吸脱附,负极体相中存在Li+的反复嵌入/脱嵌,在低温环境下由于电解液的黏度、电导率等物化性质发生很大改变,严重影响了LIC中离子的正常运输和电荷转移,导致无法在低温工况下正常运转,限制了其全天候、宽温域的应用.因此改善LIC的低温性能成为现阶段亟待解决的问题,受到了业界的广泛关注.众多研究表明电极材料和电解液之间的相互作用直接决定LIC低温电荷存储的过程,是解决低温环境下LIC能量密度和功率密度低的关键环节.本文从电极材料和电解液两个方面综述了国内外LIC低温性能的研究进展,概述了现阶段低温碳基材料的化学改性、表面修饰、离子嵌入以及新型电极材料的研发,并从电解液的锂盐、溶剂、添加剂三部分出发,介绍了低温工况下电解液各组成部分对LIC性能的影响,对不同改进工艺进行了分类与总结,重点讨论了新型低温添加剂在LIC中的应用,最后总结了新一代低温电解液的研究进展并对具有宽温度工况的下一代LIC提供了初步展望.
ISSN:2095-9389
DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2023.09.20.001