13400电容式锂电池是新品吗( 四 )



或许一切都是不完美的,超级电容器也不例外 。它相对致命的弱点之一是能量密度低 。所谓能量密度,是指在某个空区间或质量物质中储存的能量大小 。比如我们经常使用的5号充电电池,如果它的mAh比较大,就意味着它的能量密度比较高 。可以说,与锂离子电池相比,超级电容器的能量密度较低,限制了其在许多领域的应用 。
超级电容所应用的领域
●超级电容器的应用领域

了解了超级电容器的一些概况后,我们再来看看目前超级电容器的应用领域 。首先,任何新技术的出现和发展往往都会首先应用到军事领域 。超级电容器的研发初衷我们不太清楚,但超级电容器在复杂的战场环境中确实有着特殊的优势 。前面提到的宽温度范围和高功率密度的特点,可以保证坦克、装甲车等大功率军用车辆的顺利启动,尤其是在寒冷的冬季,其高功率密度的特点也可以作为激光武器的脉冲能量 。

在民用领域,超级电容器也发挥着巨大的作用 。比如可以作为相机闪光灯的电源,可以使闪光灯达到连续使用的性能,从而提高相机的连拍能力 。同时,超级电容器也可以用来控制相机快门 。此外,随着电子和能源工业的发展,超级电容器在短期不间断电源系统和太阳能供电系统等免维护系统中发挥着不可替代的作用 。

由于超级电容器可以大功率充放电,根据这一特性,超级电容器可以应用于一些车辆,存储列车或公交车的制动能量,并在加速时提供峰值功率输出 。由于充放电速度快,在车辆停车上下车时,超级电容器能在短时间内瞬间充满电,足以运行到下一站 。这样一来,车辆就不需要携带受电弓,也不再需要沿途架设高压线,无疑降低了建设成本 。

由于超级电容器的能量密度远低于锂离子电池,因此在乘用车上单独作为储能装置使用比较困难,但可以与传统内燃机组合形成混合动力系统 。丰田 已经将超级电容器技术应用于其勒芒赛车 。由于赛车在刹车瞬间的能量非常大,通过超级跑车高功率密度的特点,可以更高效地回收和储存能量 。同时,当赛车需要超车等瞬时高功率时,超级跑车也能满足这样的要求 。

目前,在主流的电池技术中,锂电池和超级电容器技术各有优缺点 。锂离子电池储能密度高,超级电容器储能密度高 。大量的研究工作集中在提高锂离子电池的功率密度或提高超级电容器的储能密度,但挑战是巨大的 。但是当我们把两者结合起来,电池就变得越来越完美了 。

特别是对于大型乘用车,由于制动瞬间会产生比小型车更多的能量,这部分能量可以被超级电容器很好的吸收 。当汽车快速启动或加速时,这部分能量可以通过超级电容器快速释放,平时的低功率能量转换可以通过锂离子电池完成 。因此,这种“混搭”电池技术突破了目前某型电池的技术瓶颈,堪称完美 。

全文摘要:

尽管超级电容器具有各种优点,但其能量密度低的缺点仍然限制了其在新能源汽车领域的应用 。从目前的技术发展水平来看,超级电容器和锂离子电池的结合可以取长补短,基本满足了人们对电池高能量密度和高功率密度的需求 。个人认为,基于电容的基本物理结构,很难在能量密度上有所突破,但这并不妨碍其与内燃机形成混合动力系统,在其他领域发挥自身的优势和特长 。

@2019
锂离子电池? 锂离子电池的组成简介
锂离子电池(Li-ion Batteries)是锂电池发展而来 。所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池 。举例来讲,以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池 。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂 。电池组装完成后电池即有电压,不需充电.这种电池也可能充电,但循环性能不好,在充放电循环过程中,容易形成锂枝晶,造成电池内部短路,所以一般情况下这种电池是禁止充电的 。后来,日本索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池 。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极 。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高 。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极 。回正极的锂离子越多,放电容量越高 。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量 。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态 。Li-ion Batteries就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑 。所以Li-ion Batteries又叫摇椅式电池 。