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迈向低成本的锂离子电容器产业化

发布时间:2019-06-10 14:44:04 来源:

结合两种添加剂代替一种添加剂,以促进锂在电容器中的掺入:这是由InstitutdesmatériauxJeanRouxel(CNRS /UniversitédeNantes)的研究人员与明斯特电化学能源技术(明斯特大学,德国),以促进用于存储电能的锂离子电容器的低成本,简单,高效的发展。该研究于2019年6月5日在Advanced Energy Materials上发表,将使这些组件的大规模营销成为可能。

用于电力的电化学存储系统在可再生能源的整合中起着核心作用,并且即将接管电动移动部门。存储这种能量有两种解决方案:锂离子电池,具有大存储容量的优点,以及电容器,其具有较小的容量,但可以非常快速地充电和不充电。锂离子电容器(LIC)结合了两者的优点。

与电池不同,构成锂离子电容器的材料不含锂离子(或电子)。因此,必须进行预锂化阶段以便添加它们,以便设备可以起作用。目前使用两种广泛的策略:电容器的一种组成材料在其集成之前是预先集成的,或者锂离子中的高添加剂将在第一次充电期间将它们重新分布在电容器的材料中。然而,这些方法昂贵且复杂,并且可能降低设备的容量。而且,当与空气和/或用于制造锂离子电容器的溶剂接触时,大多数可用的预锂化添加剂会变质。简而言之,即使已经提出的一些解决方案今天起作用,也没有“

l'InstitutdesmatériauxJeanRouxel(CNRS /UniversitédeNantes)的研究人员与明斯特电化学能源技术公司(明斯特大学)合作,通过连续化学反应不仅使用一种,而且使用两种添加剂来应对这一挑战。他们的分析表明,早期方法的主要障碍是使用单一添加剂,不仅要提供锂离子和电子,还要满足价格,化学稳定性和性能的所有条件。使用两种具有特定作用的添加剂,其中一种提供锂离子和其他电子,提供了更大的自由度,因为它们可以根据其价格,化学性质和性能独立选择。当锂离子电容器充电时,第一添加剂(芘,天然存在于某些类型的煤中)释放出电子和质子。第二种添加剂Li3PO4(例如玻璃工业中产生的质量)捕获这些质子,然后释放锂离子,然后锂离子可用于预锂化。

该方法的另一个优点是在预锂化之后,所用的两种添加剂之一的残余物芘有助于电荷的储存,从而增加储存在装置中的电能量。这种新方法提供的效率和多功能性为廉价的预锂化解决方案开辟了道路,从而产生了可以储存更多能量的锂离子电容器。因此,破坏这种技术障碍应该能够使这些装置更快地商业化。

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