鋰離子電容器電極制作、產(chǎn)品及600F單體性能 能源所供圖
鋰離子電容器是一種高功率新型儲(chǔ)能器件，兼具高能量密度、長(zhǎng)壽命等優(yōu)良特性，因此在新能源汽車(chē)、軌道交通、智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能等領(lǐng)域儲(chǔ)能有著巨大的應(yīng)用前景。中車(chē)四方所引進(jìn)美國(guó)技術(shù)建成單體生產(chǎn)線，在關(guān)鍵電極方面具有極大的需求量，然而關(guān)鍵電極的制備技術(shù)基本掌握在國(guó)外企業(yè)手中，因此中車(chē)四方車(chē)輛研究所聯(lián)合中科院青島生物能源與過(guò)程研究所進(jìn)行鋰離子電容器關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
據(jù)介紹，2021年底，這項(xiàng)兩所合作的攻關(guān)項(xiàng)目成功立項(xiàng)山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（重大科技創(chuàng)新工程）。青島能源所先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組研究員武建飛和高級(jí)工程師孫曉林帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)，在對(duì)活性材料、導(dǎo)電材料、電解液等系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)電極制造工藝進(jìn)行了努力攻關(guān)，近日取得了重要進(jìn)展。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)改造、炭材料優(yōu)化改性及可控的穿孔集流體設(shè)計(jì)，確定了電極生產(chǎn)模式，最終成功制備出柔軟性好、高負(fù)載量、剝離強(qiáng)度高的高性能電極。目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為中車(chē)四方所提供了小試生產(chǎn)電極樣品。利用該小試生產(chǎn)電極，結(jié)合研究組自主開(kāi)發(fā)的電化學(xué)預(yù)嵌鋰技術(shù)，多功能電解液及單體獨(dú)特的集成技術(shù)，開(kāi)發(fā)出的鋰離子電容器600F單體倍率性能優(yōu)異，循環(huán)壽命取得關(guān)鍵性重大突破，達(dá)到50萬(wàn)次，容量保持80%。循環(huán)壽命50萬(wàn)次的鋰離子電容器，不僅滿(mǎn)足新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能等儲(chǔ)能系統(tǒng)要求，而且可以應(yīng)用到對(duì)循環(huán)壽命要求更高的地鐵能量回收系統(tǒng)領(lǐng)域。
此外，為滿(mǎn)足中車(chē)四方所的產(chǎn)業(yè)需求，研究組將在萊西中科產(chǎn)業(yè)城建成鋰離子電容器關(guān)鍵電極中試生產(chǎn)平臺(tái)，為鋰離子電容器產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化提供技術(shù)支持。目前，廠房已經(jīng)調(diào)研完畢，按照項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃，預(yù)計(jì)在6月底完成GMP車(chē)間裝修工作，10月底完成電極的批量化供貨任務(wù)。該平臺(tái)的建設(shè)將促成鋰離子電容器的完全國(guó)產(chǎn)化，打破技術(shù)壁壘，可擺脫關(guān)鍵部件依賴(lài)進(jìn)口的難題。
