超级电容有什么技术进步?

超级电容有什么技术进步?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/01/10 10:05

技术进步体现在混合型超级电容能量密度显著提升,打开行业应用天花板。

混合型超级电容在保持较高功率密度的基础上,显著提升能量密度,不断拓展下游 应用边界。因混合型超级电容的赝电容或电池电极通过发生法拉第反应进行充放电,因 此其能量密度显著高于 EDLC,根据海内外超级电容厂商披露,目前混合型超级电容单 体能量密度可达 80~160Wh/kg,系统能量密度已经突破 40Wh/kg。混合超级电容凭借更 高的能量密度属性和较低的成本,在分钟级别的储能、大巴车等领域成功打开应用天花板,不断拓展行业边界。

超级电容能量密度有望进一步提升。超级电容的能量密度主要取决于其比电容和电 压窗口,因此进一步提升能量密度的方法包括提高电极比电容、开发高电化学电位区间 电解质、优化超级电容结构、减少器件对电解液的消耗等。随着技术的不断进步,NASA 于 2019 年预测,2025 年超级电容系统能量密度有望提升至 50-100Wh/kg,2030 年有望 达到 100-200Wh/kg。

超级电容应用干法电极工艺,实现循环寿命延长、能量密度提升、成本降低。原有 湿法电极工艺下,需要将负极、正极粉末与有粘合剂材料的溶剂混合,再涂覆至集流体 上干燥形成电极;干法电极工艺下则无需使用溶剂,直接将少量粘合剂与电极粉末混合, 通过挤压机形成电极材料薄膜,再将电极材料薄膜层压到集流体上形成电极。

干法电极工艺主要有三点优势,第一,粘结剂用量少,提升锂离子电池良品率和使 用寿命,第二,不使用溶剂,减少充放电循环过程中的能量损失,提升能量密度,第三, 工艺简化,制造成本可降低 10-20%。但目前干法电极技术仍存在电池倍率较低的问题, 即大电流放电性能较差,有待工艺优化解决。产业端,特斯拉于 2019 年收购超级电容 企业 Maxwell,旨在将 Maxwell 的干法电极技术应用于锂电池生产中,国内烯晶碳能、 力容新能源等超级电容厂商也已具备干法电极技术。

 

 

参考报告

超级电容行业深度研究:功率型储能黑科技,行业迎来加速拐点.pdf

超级电容行业深度研究:功率型储能黑科技,行业迎来加速拐点。超级电容是功率型储能器件,高功率、高可靠、环保特性突出。1)高功率特性:超级电容系统功率密度最高可达40kW/kg、锂电池在1~3kW/kg,EDLC充放电时间可达秒级、HUC在分钟级别、锂电池在小时级别。2)高可靠特性:对比锂电池−20~+60°C工作温度范围、标称5000次左右的循环寿命,超级电容工作温度范围可宽至−40~+85°C,充放电次数最高可达100万次。3)环保特性:超级电容不含重金属和有害化学物质,而锂电池无法分解,易对环境产生污染。电网调频、混合储能项目22年密集落地,车用配套数...

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