电容型锂离子动力电池原理、性能及组件技术页PPT课件.ppt

1、讲述人：讲述人：电容型锂离子动力电池原理、性能电容型锂离子动力电池原理、性能及组件技术及组件技术2.2.电容型锂离子电池电容型锂离子电池性能特点性能特点2 2.电容型锂离子电池研发若干问题电容型锂离子电池研发若干问题2 2.电容型锂离子电池研发若干问题电容型锂离子电池研发若干问题2 2.电容型锂离子电池研发若干问题电容型锂离子电池研发若干问题2 2.电容型锂离子电池研发若干问题电容型锂离子电池研发若干问题4 4.电容型锂离子电池电容型锂离子电池应用应用1 1.电容型锂离子电池电容型锂离子电池工作原理工作原理 3 3.电容型锂离子电池电容型锂离子电池组件技术组件技术 一、电容型锂离子电池工作原理

2、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双电层超级电容器工作原理 物理原理物理原理超级电容器种类超级电容器种类 双电层电容器（双电层电容器（EDLCEDLC）（已规模化）（已规模化）水系双电层电容器（单体电压低）水系双电层电容器（单体电压低）有机系双电层电容器有机系双电层电容器（立塬产品）（立塬产品）电化学电容器（赝电容）（目前应用很少）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高分子导电聚合物电化学电容器 锂离子电池工作原理锂离子电池工作原理 化学原理化学原理锂离子电池种类：锂离子电池种类：（1）按正极：）按正

3、极：钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、磷酸亚铁锂电池。磷酸亚铁锂电池。（2）按负极：）按负极：天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、LTO（3）按电解液：）按电解液：液体、凝胶、全固态聚合物液体、凝胶、全固态聚合物（4）按包装：）按包装：金属壳、塑料壳、软包装金属壳、塑料壳、软包装（5）按性能：）按性能：功率型、能量型功率型、能量型（6）按容量：）按容量：小容量、中容量、大容量小容量、中容量、大容量常用锂电电极材料及其特点常用锂电电极材料及其特点 名称名称安全性能安全性能 应用领域应用领域循环寿命循环寿命价格价格正正极极钴

4、酸锂钴酸锂差差手机电池手机电池300300500500次次高高三元材料三元材料差差电动工具电动工具50050010001000次次高高锰酸锂锰酸锂较好较好电动自行车电动自行车 500500800800次次低低磷酸亚铁锂磷酸亚铁锂 很好很好电动汽车电动汽车1000100020002000次次较低较低负负极极钛酸锂钛酸锂很好很好高安全电池高安全电池 约万次约万次高高石墨石墨较差较差各种锂电各种锂电50050020002000次次低低1 1、频繁大电流冲击对电池性能有明显的不利影响；、频繁大电流冲击对电池性能有明显的不利影响；2 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、在电池两端并联大

5、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；的冲击，从而延长电池的循环寿命；3 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、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。命，提高电池功率特性。电容型锂离子电池研发基础电容型锂离子电池研发基础 电容型锂离子电池研发基础电容型锂离子电池研发基础 I II I1 1I I2 2外连接外连接内连接内连接无连接无

6、连接外连接外连接外连接外连接I II I2 2I I1 1I II I2 2I II I2 2I I1 1I II I2 2 电容型锂离子电池是将双电层超级电容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。成电容型锂离子电池。电容型锂离子电池的工作原理电容型锂离子电池的工作原理 电容型锂离子电池研制电容型锂离子电池研制关键技术问题：关键技术问题：电极成份设计问题电极成份设计

7、问题工作电压匹配问题工作电压匹配问题电解液组分设计问题电解液组分设计问题与性能相匹配的结构设计问题与性能相匹配的结构设计问题应用技术应用技术 申报专利申报专利3535项，已授权项，已授权2727项项序号序号申请号申请号专利名称专利名称专利类型专利类型到达阶段到达阶段1200920249471.0低内阻储能器件低内阻储能器件实用新型实用新型授权授权2200910219706.6一种混合超级电容器一种混合超级电容器发明专利发明专利授权授权3200910220340.4低内阻储能器件及其制造方法低内阻储能器件及其制造方法发明专利发明专利授权授权4201910210604.0分体铆接式低内阻储能器件分

8、体铆接式低内阻储能器件发明专利发明专利初审合格初审合格5201910210616.3自铆接式低内阻储能器件自铆接式低内阻储能器件发明专利发明专利初审合格初审合格6201910210619.7双端引出式低内阻储能器件双端引出式低内阻储能器件发明专利发明专利初审合格初审合格7201910210621.4铆接式低内阻储能器件铆接式低内阻储能器件发明专利发明专利初审合格初审合格8201920239059.3铆接式低内阻储能器件铆接式低内阻储能器件实用新型实用新型授权授权9201920239056.X分体铆接式低内阻储能器件分体铆接式低内阻储能器件实用新型实用新型授权授权10201920239043.2

9、自铆接式低内阻储能器件自铆接式低内阻储能器件实用新型实用新型授权授权11201920239035.8双端引出式低内阻储能器件双端引出式低内阻储能器件实用新型实用新型授权授权12201910272719.2一种储能器件盖板一种储能器件盖板发明专利发明专利初审合格初审合格13201910272718.8一种储能器件防爆结构一种储能器件防爆结构发明专利发明专利初审合格初审合格14201920517578.1一种储能器件防爆结构一种储能器件防爆结构实用新型实用新型授权授权15201920517580.9一种储能器件盖板一种储能器件盖板实用新型实用新型授权授权序号序号申请号申请号专利名称专利名称专利类型

10、专利类型到达阶段到达阶段16201930502909.X阀式电池盒（阀式电池盒（F1）外观设计外观设计授权授权17201930502923.X阀式电池盒（阀式电池盒（F2）外观设计外观设计授权授权18201930502931.4阀式电池盒（阀式电池盒（F3）外观设计外观设计授权授权19201930502901.3阀式电池盒（阀式电池盒（1）外观设计外观设计授权授权20201930502895.1阀式电池盒（阀式电池盒（2）外观设计外观设计授权授权21201930502903.2阀式电池盒（阀式电池盒（3）外观设计外观设计授权授权22201930502902.8阀式电池盒（阀式电池盒（4）外观设

11、计外观设计授权授权23201930502904.7膜式电池盒（膜式电池盒（1）外观设计外观设计授权授权24201930502905.1膜式电池盒（膜式电池盒（2）外观设计外观设计授权授权25201930502906.6膜式电池盒（膜式电池盒（3）外观设计外观设计授权授权26201930502907.0膜式电池盒（膜式电池盒（4）外观设计外观设计授权授权27201930502934.8膜式电池盒（膜式电池盒（F1）外观设计外观设计授权授权28201930502942.2膜式电池盒（膜式电池盒（F2）外观设计外观设计授权授权29201930502945.6膜式电池盒（膜式电池盒（F3）外观设计外观

12、设计授权授权l 电解电容器电解电容器+超容：电解电容器超容：电解电容器EDLCEDLC 电解电容器赝电容电解电容器赝电容l 电池超容：电池超容：铅酸电池铅酸电池EDLCEDLC（无机电容型锂离子电池）（无机电容型锂离子电池）镍氢电池镍氢电池EDLCEDLC（无机电容型锂离子电池）（无机电容型锂离子电池）锂电超容锂电超容（有机电容型锂离子电池）（有机电容型锂离子电池）立塬自主研发并率先实现产业化立塬自主研发并率先实现产业化电容电池种类电容电池种类 二、电容型锂离子电池性能二、电容型锂离子电池性能 充放电曲线充放电曲线 超容超容锂电锂电锂电锂电电容型电池电容型电池1C1C充充2C2C放放20 1/

13、3C20 1/3C放电放电20 1/3C20 1/3C放电放电电容型锂离子电池主要性能电容型锂离子电池主要性能 能量密度：能量密度：6060120Wh/Kg120Wh/Kg（可设计）（可设计）功率密度：功率密度：130013003000W/Kg 3000W/Kg（可设计）（可设计）循环寿命：循环寿命：2000200050005000次（可设计）次（可设计）充电时间：充电时间：0.50.52 2小时（可设计）小时（可设计）温度范围：温度范围：30306060 工作电压范围：工作电压范围：2.52.53.6V 3.6V（可设计）（可设计）安全性能更好，环保无污染安全性能更好，环保无污染 40Ah4

14、0Ah电容型锂离子电池强制认证主要结论电容型锂离子电池强制认证主要结论-20-20低温容量：低温容量：85.15%85.15%常温常温2828天能量保持天能量保持/恢复：恢复：97.5%/98.997.5%/98.9 1C1C充放充放500500次循环容量保持：次循环容量保持：102.43102.43 组件组件15C15C脉冲：通过脉冲：通过 18Ah18Ah电容型锂离子电池委托认证主要结论电容型锂离子电池委托认证主要结论 2010C2010C充电充电10S10S：电压：电压3.25V3.25V-20-20低温容量：低温容量：85.89%85.89%7070放电：放电：105.5%105.5%

15、45C45C放电放电10S10S电压：电压：2.16V2.16V 1C1C充充2C2C放放30003000次循环容量保持：次循环容量保持：89.9489.94 小撸怡情，大撸伤身，强撸灰飞烟灭啊！小撸怡情，大撸伤身，强撸灰飞烟灭啊！很多人都是年轻时候不注意，不控制，然后手淫成瘾，很多人都是年轻时候不注意，不控制，然后手淫成瘾，无法戒除，后面出现肾虚早射硬不起来时间短，夫妻生无法戒除，后面出现肾虚早射硬不起来时间短，夫妻生活极其不和谐，很多都离婚了，因为连孩子都怀不上。活极其不和谐，很多都离婚了，因为连孩子都怀不上。我这里都调理了好多例了，吃了好几个周期才康复的，我这里都调理了好多例了，吃了好几

16、个周期才康复的，你一定要注意啊。如果需要调理可以找我你一定要注意啊。如果需要调理可以找我 微微|亻言亻言msdf003 年轻不知精可贵！年轻不知精可贵！科技成果鉴定科技成果鉴定 5月月22日在北京人民大会堂金色大厅举办新闻发布会日在北京人民大会堂金色大厅举办新闻发布会 二、电容型锂离子电池性能二、电容型锂离子电池性能 充放电曲线充放电曲线 超容超容锂电锂电锂电锂电电容型电池电容型电池1C1C充充2C2C放放20 1/3C20 1/3C放电放电20 1/3C20 1/3C放电放电电容型锂离子电池主要性能电容型锂离子电池主要性能 能量密度：能量密度：6060120Wh/Kg120Wh/Kg（可设计

17、）（可设计）功率密度：功率密度：130013003000W/Kg 3000W/Kg（可设计）（可设计）循环寿命：循环寿命：2000200050005000次（可设计）次（可设计）充电时间：充电时间：0.50.52 2小时（可设计）小时（可设计）温度范围：温度范围：30306060 工作电压范围：工作电压范围：2.52.53.6V 3.6V（可设计）（可设计）安全性能更好，环保无污染安全性能更好，环保无污染 40Ah40Ah电容型锂离子电池强制认证主要结论电容型锂离子电池强制认证主要结论-20-20低温容量：低温容量：85.15%85.15%常温常温2828天能量保持天能量保持/恢复：恢复：97

18、.5%/98.997.5%/98.9 1C1C充放充放500500次循环容量保持：次循环容量保持：102.43102.43 组件组件15C15C脉冲：通过脉冲：通过 18Ah18Ah电容型锂离子电池委托认证主要结论电容型锂离子电池委托认证主要结论 2010C2010C充电充电10S10S：电压：电压3.25V3.25V-20-20低温容量：低温容量：85.89%85.89%7070放电：放电：105.5%105.5%45C45C放电放电10S10S电压：电压：2.16V2.16V 1C1C充充2C2C放放30003000次循环容量保持：次循环容量保持：89.9489.94 2019年年1月，电

19、容型锂离子电池产品通过了辽宁月，电容型锂离子电池产品通过了辽宁省科技厅和经信委共同主持的科技成果鉴定。由杨裕生、省科技厅和经信委共同主持的科技成果鉴定。由杨裕生、顾国彪两位院士和国家顾国彪两位院士和国家“863”计划动力电池检测中心王计划动力电池检测中心王子冬主任等子冬主任等11位专家组成的鉴定委员会一致认为：位专家组成的鉴定委员会一致认为：“该该项成果具有自主创新性，在能量密度和功率密度同时保项成果具有自主创新性，在能量密度和功率密度同时保持较高水平的情况下，循环寿命和低温性能达到同类产持较高水平的情况下，循环寿命和低温性能达到同类产品的国际先进、国内领先水平品的国际先进、国内领先水平”。科

20、技成果鉴定科技成果鉴定 5月月22日在北京人民大会堂金色大厅举办新闻发布会日在北京人民大会堂金色大厅举办新闻发布会 各种储能器件性能比较各种储能器件性能比较 名名 称称能量能量(Wh/Kg)(Wh/Kg)功率功率(W/Kg)(W/Kg)寿命寿命(次次)价格价格充充 电电温度范围温度范围安全安全性能性能有害有害物质物质铅酸电池铅酸电池3535200200300300200500200500低低7 710h10h20206060高高铅铅镍镉电池镍镉电池4545400400500500800800较低较低7 710h10h20206060高高镉镉镍氢电池镍氢电池7070500500800800300

21、300600600较高较高7 710h10h20206060高高无无锂离子电池锂离子电池1251256006001000100050050010001000高高7 710h10h20206060较低较低无无无机超容无机超容5 5150015001010万万较低较低几分钟几分钟20206060高高无无有机超容有机超容8 8300030001010万万较高较高几分钟几分钟40406060较高较高无无电容型锂离子电容型锂离子电池电池6060120120130030001300300020002000较高较高0.52h0.52h30306060较高较高无无 三、电容型锂离子电池组件技术三、电容型锂离子

22、电池组件技术41 容量 内阻（交流内阻？直流内阻？）充放电曲线 漏电流（与搁置电压的区别、准确测量的困难性）单体筛选规则单体筛选规则 直流内阻直流内阻 直流内阻直流内阻 ESRESRDCDCV/IV/I 2019年9月2日，科技部、财政部、工信部和发改委四部委联合发布了新能源汽车示范推广“安全令”关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函，其中强调要对示范运行的新能源汽车进行安全监控，特别是加强对动力电池和燃料电池工作状态的监控。国家近期相关政策国家近期相关政策 四部委在四部委在关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函工作的函中要求，新能源

23、汽车试点城市要立即开展全面、中要求，新能源汽车试点城市要立即开展全面、系统、彻底的安全隐患排查，对发现的安全隐患，必须限系统、彻底的安全隐患排查，对发现的安全隐患，必须限期改正。所有示范运行的节能与新能源汽车应与期改正。所有示范运行的节能与新能源汽车应与节能与节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录确认的技术确认的技术状态严格一致，状态严格一致，对投入示范运行的插电式混合动力汽车、对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控装置，纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控装置，特别是要加强对动力电池和燃料电池工作状

24、态的监控。对特别是要加强对动力电池和燃料电池工作状态的监控。对混合动力汽车按一定比例进行实时监控。另外，试点城市混合动力汽车按一定比例进行实时监控。另外，试点城市要建立事故预警信息系统及事故紧急处置机制。要建立事故预警信息系统及事故紧急处置机制。国家近期相关政策国家近期相关政策 目前各企业都是根据自己对电池、整车的理目前各企业都是根据自己对电池、整车的理解来定制解来定制BMSBMS，造成产品差异性大，难以量产，造成产品差异性大，难以量产，成本高。有些技术问题业内还存在争议，如成本高。有些技术问题业内还存在争议，如均衡问题。均衡问题。缺乏权威性的缺乏权威性的BMSBMS标准。标准。BMS核心问题

25、核心问题 单体电压检测、报警、控制，精度单体电压检测、报警、控制，精度10mV10mV整组电压、电流监控、充放电控制整组电压、电流监控、充放电控制与整车控制器、充电机可靠的通讯与整车控制器、充电机可靠的通讯BMS应具有的功能应具有的功能 温度控制（低温充电问题、温度失控时措施？）温度控制（低温充电问题、温度失控时措施？）精确的精确的SOCSOC（复杂性：电压？电流积分？内阻？（复杂性：电压？电流积分？内阻？短期准确与长期准确？）短期准确与长期准确？）电池健康度（电池健康度（SOHSOH）监测、预报）监测、预报远程监视、控制功能集中管理、提前服务、防远程监视、控制功能集中管理、提前服务、防患未然

26、患未然BMS应具有的功能应具有的功能 长沙巨力电子科技有限公司长沙巨力电子科技有限公司惠州市亿能电子有限公司惠州市亿能电子有限公司安徽力高新能源技术有限公司安徽力高新能源技术有限公司 立塬合作伙伴立塬合作伙伴 BMSBMS的远程监控功能的远程监控功能GPRSGPRS BMSBMS的远程监控功能的远程监控功能GPRSGPRS BMSBMS的远程监控功能的远程监控功能GPRSGPRS BMSBMS的远程监控功能的远程监控功能GPRSGPRS 四、电容型锂离子电池应用四、电容型锂离子电池应用55 电动汽车（纯电动、混合动力）电动汽车（纯电动、混合动力）电动摩托车、自行车电源电动摩托车、自行车电源 各

27、种电能存储装置（风能、太阳能、储电柜等）各种电能存储装置（风能、太阳能、储电柜等）电动工具电动工具 军事领域军事领域大功率、长寿命、宽温度范围大功率、长寿命、宽温度范围电容型锂离子电池应用电容型锂离子电池应用 电动汽车用电容型锂离子电池电动汽车用电容型锂离子电池 电动汽车用电动汽车用100Ah100Ah电容型锂离子电池电容型锂离子电池 电动汽车用电容型锂离子电池组件电动汽车用电容型锂离子电池组件电电容容型型锂锂离离子子电电池池组组件件 电动汽车用电容型锂离子电池组件电动汽车用电容型锂离子电池组件 电容型锂离子电池应用实例电动自行车、摩托车电动自行车、摩托车电动小轿车电动小轿车 电容型锂离子电池应用实例电动微型客车电动微型客车电动小卡车电动小卡车 应用于纯电动大巴车（12m）应用于储电柜、商用应用于储电柜、商用UPSUPS