 近日，中國科學(xué)院青島儲能院研發(fā)出的新型石墨烯基高能量度鋰離子電容器技術(shù)在北京通過(guò)了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織的專(zhuān)家鑒定和評價(jià)。鑒定委員會(huì )專(zhuān)家一致認為該項成果創(chuàng )新性強，總體達到國際先進(jìn)水平，具有較好的推廣價(jià)值，并建議盡快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，滿(mǎn)足國家需求。
鋰離子電容器是一種兼具雙電層超級電容器高功率特性與較高能量密度特點(diǎn)的電化學(xué)儲能器件，具有非常好的發(fā)展前景。近年來(lái)，中國科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所青島儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院研究團隊圍繞高能量密度鋰離子電容器關(guān)鍵材料與核心技術(shù)，開(kāi)展了一系列原創(chuàng )性研發(fā)工作。
該技術(shù)突破了石墨烯復合電極設計與批量制備、可控均勻預嵌鋰、充放電脹氣抑制及特殊集流極片涂布等技術(shù)難題，在實(shí)踐中總結出石墨烯基鋰離子電容器制備技術(shù)和工藝，并自力更生設計建設了國內第一條鋰離子電容器的中試生產(chǎn)線(xiàn)，研發(fā)出了最高容量3500F/4V型鋰離子電容器單體，器件的能量密度高達55Wh/L(20.5Wh/kg)、功率密度高達5 kW/L，循環(huán)性能好(10000次循環(huán)容量保持率95%以上)，低溫性能良好(-30度容量為常溫的72%以上)的鋰離子電容器，相關(guān)器件已通過(guò)原輕工業(yè)部蘇州電源所的第三方權威檢測。
從實(shí)驗室的原理論證、小試突破到中試放大，青島儲能院團隊經(jīng)過(guò)多年艱苦的技術(shù)攻關(guān)，先后探索多種材料體系，并深入分析了相關(guān)材料的儲鋰機制和界面效應，最后確定了氮摻雜石墨烯復合材料路線(xiàn)和相對應的技術(shù)路線(xiàn)。
下一步，鑒于該儲能器件兼顧較高功率和較高能量密度，快充快放，非常適合作為能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“能量桶”，青島儲能院正在基于該“能量桶”，利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立一個(gè)小型的近零碳排放示范區。圍繞該儲能器件的關(guān)鍵材料和核心技術(shù)，青島儲能院已獲得授權發(fā)明專(zhuān)利9項，具有自主知識產(chǎn)權。2015年初青島儲能院就已經(jīng)利用該器件構建48V系統在電動(dòng)車(chē)電源等方面進(jìn)行了示范應用，最近青島儲能院正爭取把此技術(shù)盡快用于軌道交通領(lǐng)域。
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