电容型锂离子动力电池原理、性能 及组件技术
讲述人：
12..电电容容型型锂锂离离子子电电池池工研作发原若理干问题 2.电容型锂离子电池性能特点
3.电容型锂离子电池组件技术 4.电容型锂离 Nhomakorabea电池应用
一、电容型锂离子电池工作原理
双电层超级电容器工作原理
物理原理
超级电容器种类
• 双电层电容器（EDLC）（已规模化）
专利类型 实用新型 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 发明专利 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 发明专利 发明专利 实用新型 实用新型
到达阶段 授权 授权 授权
初审合格 初审合格 初审合格 初审合格
授权 授权 授权 授权 初审合格 初审合格 授权 授权
序号 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
水系双电层电容器（单体电压低） 有机系双电层电容器（立塬产品）
• 电化学电容器（赝电容）（目前应用很少）
金属氧化物电化学电容器 高分子导电聚合物电化学电容器
锂离子电池工作原理
化 学 原 理
锂离子电池种类：
（1）按正极：钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、 磷酸亚铁锂电池。
（2）按负极：天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、LTO （3）按电解液：液体、凝胶、全固态聚合物 （4）按包装：金属壳、塑料壳、软包装 （5）按性能：功率型、能量型 （6）按容量：小容量、中容量、大容量
申报专利35项，已授权27项
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
申请号 200920249471.0 200910219706.6 200910220340.4 201910210604.0 201910210616.3 201910210619.7 201910210621.4 201920239059.3 201920239056.X 201920239043.2 201920239035.8 201910272719.2 201910272718.8 201920517578.1 201920517580.9
电容型锂离子电池研发基础
I
I1
I2
无连接
外连接
内连接
电容型锂离子电池的工作原理
电容型锂离子电池是将双电层超级电容 器与锂离子电池的工作原理相结合，器件 中既有电容的双电层物理储能原理又有锂 离子电池的嵌入脱嵌化学储能原理，即形 成电容型锂离子电池。
• 电容型锂离子电池研制关键技术问题：
电极成份设计问题 工作电压匹配问题 电解液组分设计问题 与性能相匹配的结构设计问题 应用技术
40Ah电容型锂离子电池强制认证主要结论 • -20℃低温容量：85.15% • 常温28天能量保持/恢复： 97.5%/98.9％ • 1C充放500次循环容量保持：102.43％ • 组件15C脉冲：通过
18Ah电容型锂离子电池委托认证主要结论 • 20℃10C充电10S：电压3.25V • -20℃低温容量：85.89% • 70℃放电：105.5% • 45C放电10S电压：2.16V • 1C充2C放3000次循环容量保持：89.94％
电容型锂离子电池研发基础
1、频繁大电流冲击对电池性能有明显的不利影响； 2、在电池两端并联大容量电容器的确能缓冲大电流对电池
的冲击，从而延长电池的循环寿命； 3、如果将超级电容器的电极材料与锂离子电池的电极材料
复合在一起，使其协调工作，就相当于使每个电池材料 颗粒都处于电容器的保护之中，应更能延长电池循环寿 命，提高电池功率特性。
立塬自主研发并率先实现产业化
二、电容型锂离子电池性能
充放电曲线
超容
锂电 锂电
电容型电池1C充2C放
－20℃ 1/3C放电
电容型锂离子电池主要性能
• 能量密度：60～120Wh/Kg（可设计） • 功率密度： 1300～3000W/Kg （可设计） • 循环寿命：2000～5000次（可设计） • 充电时间：0.5～2小时（可设计） • 温度范围：－30～60℃ • 工作电压范围：2.5～3.6V （可设计） • 安全性能更好，环保无污染
专利名称 阀式电池盒（F1） 阀式电池盒（F2） 阀式电池盒（F3） 阀式电池盒（1） 阀式电池盒（2） 阀式电池盒（3） 阀式电池盒（4） 膜式电池盒（1） 膜式电池盒（2） 膜式电池盒（3） 膜式电池盒（4） 膜式电池盒（F1） 膜式电池盒（F2） 膜式电池盒（F3）
专利类型 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计 外观设计
专利名称 低内阻储能器件 一种混合超级电容器 低内阻储能器件及其制造方法 分体铆接式低内阻储能器件 自铆接式低内阻储能器件 双端引出式低内阻储能器件 铆接式低内阻储能器件 铆接式低内阻储能器件 分体铆接式低内阻储能器件 自铆接式低内阻储能器件 双端引出式低内阻储能器件 一种储能器件盖板 一种储能器件防爆结构 一种储能器件防爆结构 一种储能器件盖板
常用锂电电极材料及其特点
名称
安全性能 应用领域 循环寿命
价格
钴酸锂
差
手机电池 300～500次 高
三元材料 正 极 锰酸锂
差 较好
电动工具 500～1000次 高 电动自行车 500～800次 低
磷酸亚铁锂 很好
电动汽车 1000～2000次 较低
钛酸锂
负 极
石墨
很好 较差
高安全电池 约万次
高
各种锂电 500～2000次 低
申请号 201930502909.X 201930502923.X 201930502931.4 201930502901.3 201930502895.1 201930502903.2 201930502902.8 201930502904.7 201930502905.1 201930502906.6 201930502907.0 201930502934.8 201930502942.2 201930502945.6
到达阶段 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权
电容电池种类
电解电容器+超容：电解电容器＋EDLC 电解电容器＋赝电容
电池＋超容： 铅酸电池＋EDLC（无机电容型锂离子电池） 镍氢电池＋EDLC（无机电容型锂离子电池） 锂电＋超容（有机电容型锂离子电池）