logo11d 4 1

Что такое литий-ионный конденсатор?

Литий-ионный конденсатор — это устройство хранения энергии, которое сочетает в себе свойства электрического двухслойного конденсатора и литий-ионного аккумулятора.

Он сокращенно называется «LiC», потому что пишется как «литий-ионный конденсатор», чтобы отличить его от LiB, который является литий-ионным аккумулятором.

По сравнению с электрическим двухслойным конденсатором (EDLC), LIC имеет более высокую плотность энергии и большую плотность мощности, чем LIB. Из-за этих различий в характеристиках существуют различные типы литий-ионных конденсаторов для различных применений.

Применение литий-ионных конденсаторов

Литий-ионный конденсатор — это материал для хранения энергии с высокой плотностью энергии и выходной плотностью, а также превосходной безопасностью и долговечностью. Ожидается, что они заменят литий-ионные батареи в областях, требующих высокой выходной мощности, в которых литий-ионные батареи не очень хороши. Его также можно использовать в ситуациях, требующих плотности энергии, в которых электрические двухслойные конденсаторы не очень хороши, и в приложениях, где применяются высокие температуры и высокие напряжения.

Он отличается превосходными характеристиками быстрой зарядки/разрядки, высокотемпературными характеристиками, долговечностью и надежностью, и с ним можно безопасно обращаться. Поскольку их можно стабильно использовать в течение длительного времени, даже после многократной зарядки и разрядки, их рассматривают для широкого спектра применений, включая солнечную энергетику, ветровую энергетику, устройства компенсации мгновенного падения напряжения, промышленное оборудование, а также транспортные и транспортные приложения.

Литий-ионные конденсаторы также рассматривались для использования в качестве источника питания для электромобилей, но их плотность энергии ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, и они уступают по запасу хода, поэтому литий-ионные аккумуляторы в основном используются для электромобилей. Однако по сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-ионные конденсаторы превосходят их по быстрой зарядке и разрядке, поэтому их рассматривают для использования в транспортных средствах с фиксированным маршрутом, таких как трамваи и автобусы, где они заряжаются на остановках и станциях для хранения энергии на время поездки.

Принцип работы литий-ионных конденсаторов

Литий-ионный конденсатор состоит из ячейки, катода, анода и электролита и может заряжаться и разряжаться многократно путем адсорбции и десорбции ионов лития в электролите на катоде и аноде. Когда напряжение подается на литий-ионный конденсатор, ионы лития адсорбируются на отрицательном электроде, а анионы физически адсорбируются на положительном электроде.

При разрядке из этого состояния ионы лития на отрицательном электроде десорбируются, а ионы лития адсорбируются на положительном электроде после десорбции анионов. При зарядке и разрядке положительный электрод использует физическую адсорбцию и десорбцию, как в электрическом двухслойном конденсаторе, в то время как отрицательный электрод использует адсорбцию и десорбцию ионов лития, включая химическую реакцию, как в литий-ионной вторичной батарее.

Для литий-ионных конденсаторов требуется более высокое напряжение ячейки для увеличения плотности энергии. Это связано с тем, что количество запасенной энергии выражается как E = CV2/2 (C: емкость, V: напряжение ячейки). Напряжение представляет собой разность потенциалов между положительным и отрицательным электродными потенциалами, но повышение положительного электродного потенциала вызывает окислительную деградацию материала, поэтому в литий-ионных конденсаторах отрицательный электрод легируется литием заранее на этапе производства, чтобы снизить потенциал отрицательного электрода, так что разность потенциалов увеличивается во время зарядки.

Структура литий-ионных конденсаторов

Конденсатор — это конденсатор, который в основном состоит из ячейки, положительного электрода, отрицательного электрода, электролита и сепаратора. Литий-ионный конденсатор использует активированный уголь в качестве активного материала положительного электрода, а активный материал отрицательного электрода имеет небольшую удельную площадь поверхности, аналогичную таковой у литий-ионного аккумулятора.

Используются углеродные материалы, такие как твердый углерод, который может быть легирован ионами лития. Алюминий используется для положительного электрода, а медь — для токосъемников отрицательного электрода, но они пористые, поскольку они должны позволять ионам лития проникать через них для легирования лития в процессе производства, описанном ниже.

В качестве электролита обычно используется органический электролит, полученный путем растворения солей лития, таких как LiBF4 (тетрафторборат лития) и LiPF6 (гексафторфосфат лития) в органических растворителях. Используются сепараторы с превосходной проницаемостью для ионов лития и свойствами пропитки электролита.

Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять