能量与功率相结合的锂离子电容器

能量与功率相结合的锂离子电容器

锂离子电容器是一项创新性技术，其进入能源储存市场已经5年多了。经过这几年的发展，锂离子电容器已经演变成弥补锂离子电池和超级电容器间应用差距的理想商业解决方案。锂离子电容器将能源和生命周期长的电力相结合，并已经被应用于混合动力客车、有轨电车、混合动力挖掘机、医疗设备和电力设备等方面。由于该锂离子电容器结构紧凑、质量较轻，预计其将被广泛应用于乘用车。技术的发展和批量化生产使得锂离子电容器将大规模进入能源储存市场。

锂离子电容器是一种混合电容器，其阳极与锂离子电池相似，由碳元素材料构成；其阴极与双层电容器相似，由活性炭材料构成。阳极和阴极的这种设计可以使电池获得高工作电压，其能量密度也比双层电容器高。阴极使用活性炭材料是实现高功率密度的关键因素，活性炭材料可以循环使用，与锂离子电池相比，其生命周期长。

混合电容器的结构特点使一个锂离子电容器产生的电压在2.2～3.8V之间，这个电压值与锂离子电池产生的电压范围相近。与双层电容器相似，锂离子电容器充放电的电流都很大；与锂离子电池相比，充电电压基本上与时间成线性比，因此简化了充电监测设备。此外，有的锂离子电池还需要充电协议，而锂离子电容器则完全不需要。单一模块的高电压值使锂离子电容器具有高能量密度，这扩大了锂离子电容器的应用范围，其充放电电流都在1000A以上。

日本JM能源公司2014年宣布将扩大现有的锂离子电池生产规模以满足日益增长的市场需求，新工厂每年可生产300万个锂离子电容器，2015年6月第一批产品投放市场。

FlorianHellingetal.Young ResearchersinElectricaland ElectronicEngineeringConference（EIConRusNW），2015 IEEE NW Russia.

IEEE，2015.

编译：于立娇