電容型鋰離子動(dòng)力電池原理、性能及組件技術(shù)

電容型鋰離子動(dòng)力電池原理、性能及組件技術(shù)第1頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電容型鋰離子電池性能特點(diǎn)2.電容型鋰離子電池研發(fā)若干問(wèn)題2.電容型鋰離子電池研發(fā)若干問(wèn)題2.電容型鋰離子電池研發(fā)若干問(wèn)題2.電容型鋰離子電池研發(fā)若干問(wèn)題4.電容型鋰離子電池應(yīng)用1.電容型鋰離子電池工作原理3.電容型鋰離子電池組件技術(shù)第2頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、電容型鋰離子電池工作原理第3頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙電層超級(jí)電容器工作原理

物理原理第4頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月超級(jí)電容器種類雙電層電容器（EDLC）（已規(guī)?；?/p>

水系雙電層電容器（單體電壓低）有機(jī)系雙電層電容器（立塬產(chǎn)品）

電化學(xué)電容器（贗電容）（目前應(yīng)用很少）

金屬氧化物電化學(xué)電容器高分子導(dǎo)電聚合物電化學(xué)電容器第5頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋰離子電池工作原理

化學(xué)原理第6頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋰離子電池種類：（1）按正極：鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池、磷酸亞鐵鋰電池。（2）按負(fù)極：天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、LTO（3）按電解液：液體、凝膠、全固態(tài)聚合物（4）按包裝：金屬殼、塑料殼、軟包裝（5）按性能：功率型、能量型（6）按容量：小容量、中容量、大容量第7頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用鋰電電極材料及其特點(diǎn)

名稱安全性能應(yīng)用領(lǐng)域循環(huán)壽命價(jià)格正極鈷酸鋰差手機(jī)電池300～500次高三元材料差電動(dòng)工具500～1000次高錳酸鋰較好電動(dòng)自行車500～800次低磷酸亞鐵鋰很好電動(dòng)汽車1000～2000次較低負(fù)極鈦酸鋰很好高安全電池約萬(wàn)次高石墨較差各種鋰電500～2000次低第8頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、頻繁大電流沖擊對(duì)電池性能有明顯的不利影響；2、在電池兩端并聯(lián)大容量電容器的確能緩沖大電流對(duì)電池的沖擊，從而延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命；3、如果將超級(jí)電容器的電極材料與鋰離子電池的電極材料復(fù)合在一起，使其協(xié)調(diào)工作，就相當(dāng)于使每個(gè)電池材料顆粒都處于電容器的保護(hù)之中，應(yīng)更能延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命，提高電池功率特性。電容型鋰離子電池研發(fā)基礎(chǔ)第9頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容型鋰離子電池研發(fā)基礎(chǔ)立塬新能源LIYUANNEWENERGYII1I2外連接內(nèi)連接無(wú)連接外連接外連接II2I1II2II2I1II2第10頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電容型鋰離子電池是將雙電層超級(jí)電容器與鋰離子電池的工作原理相結(jié)合，器件中既有電容的雙電層物理儲(chǔ)能原理又有鋰離子電池的嵌入脫嵌化學(xué)儲(chǔ)能原理，即形成電容型鋰離子電池。

電容型鋰離子電池的工作原理立塬新能源LIYUANNEWENERGY第11頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容型鋰離子電池研制關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：電極成份設(shè)計(jì)問(wèn)題工作電壓匹配問(wèn)題電解液組分設(shè)計(jì)問(wèn)題與性能相匹配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)用技術(shù)立塬新能源LIYUANNEWENERGY申報(bào)專利35項(xiàng)，已授權(quán)27項(xiàng)第12頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月序號(hào)申請(qǐng)?zhí)枌＠Q專利類型到達(dá)階段1200920249471.0低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件實(shí)用新型授權(quán)2200910219706.6一種混合超級(jí)電容器發(fā)明專利授權(quán)3200910220340.4低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件及其制造方法發(fā)明專利授權(quán)4201010210604.0分體鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件發(fā)明專利初審合格5201010210616.3自鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件發(fā)明專利初審合格6201010210619.7雙端引出式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件發(fā)明專利初審合格7201010210621.4鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件發(fā)明專利初審合格8201020239059.3鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件實(shí)用新型授權(quán)9201020239056.X分體鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件實(shí)用新型授權(quán)10201020239043.2自鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件實(shí)用新型授權(quán)11201020239035.8雙端引出式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件實(shí)用新型授權(quán)12201010272719.2一種儲(chǔ)能器件蓋板發(fā)明專利初審合格13201010272718.8一種儲(chǔ)能器件防爆結(jié)構(gòu)發(fā)明專利初審合格14201020517578.1一種儲(chǔ)能器件防爆結(jié)構(gòu)實(shí)用新型授權(quán)15201020517580.9一種儲(chǔ)能器件蓋板實(shí)用新型授權(quán)第13頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月序號(hào)申請(qǐng)?zhí)枌＠Q專利類型到達(dá)階段16201030502909.X閥式電池盒（F1）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)17201030502923.X閥式電池盒（F2）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)18201030502931.4閥式電池盒（F3）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)19201030502901.3閥式電池盒（1）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)20201030502895.1閥式電池盒（2）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)21201030502903.2閥式電池盒（3）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)22201030502902.8閥式電池盒（4）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)23201030502904.7膜式電池盒（1）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)24201030502905.1膜式電池盒（2）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)25201030502906.6膜式電池盒（3）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)26201030502907.0膜式電池盒（4）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)27201030502934.8膜式電池盒（F1）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)28201030502942.2膜式電池盒（F2）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)29201030502945.6膜式電池盒（F3）外觀設(shè)計(jì)授權(quán)第14頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解電容器+超容：電解電容器＋EDLC電解電容器＋贗電容電池＋超容：鉛酸電池＋EDLC（無(wú)機(jī)電容型鋰離子電池）鎳氫電池＋EDLC（無(wú)機(jī)電容型鋰離子電池）

鋰電＋超容（有機(jī)電容型鋰離子電池）

立塬自主研發(fā)并率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化電容電池種類

第15頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、電容型鋰離子電池性能第16頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月充放電曲線超容鋰電鋰電電容型電池1C充2C放－20℃1/3C放電－20℃1/3C放電第17頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容型鋰離子電池主要性能能量密度：60～120Wh/Kg（可設(shè)計(jì)）功率密度：1300～3000W/Kg（可設(shè)計(jì)）循環(huán)壽命：2000～5000次（可設(shè)計(jì)）充電時(shí)間：0.5～2小時(shí)（可設(shè)計(jì)）溫度范圍：－30～60℃工作電壓范圍：2.5～3.6V（可設(shè)計(jì)）安全性能更好，環(huán)保無(wú)污染

第18頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月40Ah電容型鋰離子電池強(qiáng)制認(rèn)證主要結(jié)論-20℃低溫容量：85.15%常溫28天能量保持/恢復(fù)：97.5%/98.9％1C充放500次循環(huán)容量保持：102.43％組件15C脈沖：通過(guò)第19頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18Ah電容型鋰離子電池委托認(rèn)證主要結(jié)論20℃10C充電10S：電壓3.25V-20℃低溫容量：85.89%70℃放電：105.5%45C放電10S電壓：2.16V1C充2C放3000次循環(huán)容量保持：89.94％第20頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第23頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第24頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第25頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY2012年1月，電容型鋰離子電池產(chǎn)品通過(guò)了遼寧省科技廳和經(jīng)信委共同主持的科技成果鑒定。由楊裕生、顧國(guó)彪兩位院士和國(guó)家“863”計(jì)劃動(dòng)力電池檢測(cè)中心王子冬主任等11位專家組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：“該項(xiàng)成果具有自主創(chuàng)新性，在能量密度和功率密度同時(shí)保持較高水平的情況下，循環(huán)壽命和低溫性能達(dá)到同類產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平”。

科技成果鑒定

第26頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY5月22日在北京人民大會(huì)堂金色大廳舉辦新聞發(fā)布會(huì)

第27頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、電容型鋰離子電池性能立塬新能源LIYUANNEWENERGY第28頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月充放電曲線立塬新能源LIYUANNEWENERGY超容鋰電鋰電電容型電池1C充2C放－20℃1/3C放電－20℃1/3C放電第29頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容型鋰離子電池主要性能能量密度：60～120Wh/Kg（可設(shè)計(jì)）功率密度：1300～3000W/Kg（可設(shè)計(jì)）循環(huán)壽命：2000～5000次（可設(shè)計(jì)）充電時(shí)間：0.5～2小時(shí)（可設(shè)計(jì)）溫度范圍：－30～60℃工作電壓范圍：2.5～3.6V（可設(shè)計(jì)）安全性能更好，環(huán)保無(wú)污染

立塬新能源LIYUANNEWENERGY第30頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY40Ah電容型鋰離子電池強(qiáng)制認(rèn)證主要結(jié)論-20℃低溫容量：85.15%常溫28天能量保持/恢復(fù)：97.5%/98.9％1C充放500次循環(huán)容量保持：102.43％組件15C脈沖：通過(guò)第31頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY18Ah電容型鋰離子電池委托認(rèn)證主要結(jié)論20℃10C充電10S：電壓3.25V-20℃低溫容量：85.89%70℃放電：105.5%45C放電10S電壓：2.16V1C充2C放3000次循環(huán)容量保持：89.94％第32頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第33頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第34頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第35頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第36頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY第37頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY2012年1月，電容型鋰離子電池產(chǎn)品通過(guò)了遼寧省科技廳和經(jīng)信委共同主持的科技成果鑒定。由楊裕生、顧國(guó)彪兩位院士和國(guó)家“863”計(jì)劃動(dòng)力電池檢測(cè)中心王子冬主任等11位專家組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：“該項(xiàng)成果具有自主創(chuàng)新性，在能量密度和功率密度同時(shí)保持較高水平的情況下，循環(huán)壽命和低溫性能達(dá)到同類產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平”。

科技成果鑒定

第38頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立塬新能源LIYUANNEWENERGY5月22日在北京人民大會(huì)堂金色大廳舉辦新聞發(fā)布會(huì)

第39頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各種儲(chǔ)能器件性能比較

名稱能量(Wh/Kg)功率(W/Kg)壽命(次)價(jià)格充電溫度范圍安全性能有害物質(zhì)鉛酸電池35200～300200~500低7～10h－20～60℃高鉛鎳鎘電池45400500～800較低7～10h－20～60℃高鎘鎳氫電池70500～800300～600較高7～10h－20～60℃高無(wú)鋰離子電池125600～1000500～1000高7～10h－20～60℃較低無(wú)無(wú)機(jī)超容51500>10萬(wàn)較低幾分鐘－20～60℃高無(wú)有機(jī)超容83000>10萬(wàn)較高幾分鐘－40～60℃較高無(wú)電容型鋰離子電池60～1201300~3000>2000較高0.5~2h－30～60℃較高無(wú)立塬新能源LIYUANNEWENERGY第40頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、電容型鋰離子電池組件技術(shù)41立塬新能源LIYUANNEWENERGY第41頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月容量?jī)?nèi)阻（交流內(nèi)阻？直流內(nèi)阻？）充放電曲線

漏電流（與擱置電壓的區(qū)別、準(zhǔn)確測(cè)量的困難性）單體篩選規(guī)則立塬新能源LIYUANNEWENERGY第42頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月直流內(nèi)阻立塬新能源LIYUANNEWENERGY第43頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月直流內(nèi)阻立塬新能源LIYUANNEWENERGYESRDC＝ΔV/I第44頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2011年9月2日，科技部、財(cái)政部、工信部和發(fā)改委四部委聯(lián)合發(fā)布了新能源汽車示范推廣“安全令”《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》，其中強(qiáng)調(diào)要對(duì)示范運(yùn)行的新能源汽車進(jìn)行安全監(jiān)控，特別是加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控。國(guó)家近期相關(guān)政策立塬新能源LIYUANNEWENERGY第45頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四部委在《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》中要求，新能源汽車試點(diǎn)城市要立即開(kāi)展全面、系統(tǒng)、徹底的安全隱患排查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的安全隱患，必須限期改正。所有示范運(yùn)行的節(jié)能與新能源汽車應(yīng)與《節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程推薦車型目錄》確認(rèn)的技術(shù)狀態(tài)嚴(yán)格一致，對(duì)投入示范運(yùn)行的插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車要全部安裝車輛運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置，特別是要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控。對(duì)混合動(dòng)力汽車按一定比例進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，試點(diǎn)城市要建立事故預(yù)警信息系統(tǒng)及事故緊急處置機(jī)制。國(guó)家近期相關(guān)政策立塬新能源LIYUANNEWENERGY第46頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目前各企業(yè)都是根據(jù)自己對(duì)電池、整車的理解來(lái)定制BMS，造成產(chǎn)品差異性大，難以量產(chǎn)，成本高。有些技術(shù)問(wèn)題業(yè)內(nèi)還存在爭(zhēng)議，如均衡問(wèn)題。缺乏權(quán)威性的BMS標(biāo)準(zhǔn)。BMS核心問(wèn)題立塬新能源LIYUANNEWENERGY第47頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單體電壓檢測(cè)、報(bào)警、控制，精度10mV整組電壓、電流監(jiān)控、充放電控制與整車控制器、充電機(jī)可靠的通訊BMS應(yīng)具有的功能立塬新能源LIYUANNEWENERGY第48頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度控制（低溫充電問(wèn)題、溫度失控時(shí)措施？）精確的SOC（復(fù)雜性：電壓？電流積分？?jī)?nèi)阻？短期準(zhǔn)確與長(zhǎng)期準(zhǔn)確？）電池健康度（SOH）監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制功能－集中管理、提前服務(wù)、防患未然BMS應(yīng)具有的功能立塬新能源LIYUANNEWENERGY第49頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月長(zhǎng)沙巨力電子科技有限公司惠州市億能電子有限公司安徽力高新能源技術(shù)有限公司立塬合作伙伴立塬新能源LIYUANNEWENERGY第50頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月BMS的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能GPRS立塬新能源LIYUANNEWENERGY第51頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月BMS的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能GPRS立塬新能源LIYUANNEWENERGY第52頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月BMS的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能GPRS立塬新能源LIYUANNEWENERGY第53頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月BMS的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能GPRS立塬新能源LIYUANNEWENERGY第54頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、電容型鋰離子電池應(yīng)用55立塬新能源LIYUANNEWENERGY第55頁(yè)，課件共67頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電動(dòng)汽車（純電動(dòng)、混合動(dòng)力）電動(dòng)摩托車、自行車電源各種電能存儲(chǔ)裝置（風(fēng)能、太陽(yáng)能、儲(chǔ)電柜等）電動(dòng)工具軍事領(lǐng)域大功率、長(zhǎng)壽命、寬溫度范圍電容型鋰