中國“超級電容器”相關(guān)技術(shù)研究獲突破

在“十二五”863計劃先進能源技術(shù)領(lǐng)域“高性能化學(xué)儲能電池及示范電站關(guān)鍵技術(shù)研究”主題項目支持下，“高比能、低成本的新型超級電容器關(guān)鍵技術(shù)研究”、“長壽命錳酸鋰系儲能電池關(guān)鍵技術(shù)及示范”等課題均取得了重大進展，近期通過了技術(shù)驗收。

據(jù)科技部官方微博8月15日消息，在“新型超級電容器”方面，突破了高能量密度高功率密度長壽命超級電容器的制備技術(shù)瓶頸，研制了多孔石墨烯、高耐壓電解質(zhì)鹽和電解液、纖維素隔膜等材料，開發(fā)了干法制備電極片中試技術(shù)，突破了（3.0V/12000F）超級電容器產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)，產(chǎn)品已在機械能回收、超級電容器軌道車輛方面在國內(nèi)外獲得應(yīng)用。目前國內(nèi)在超級電容器方面從材料、器件到系統(tǒng)集成已形成核心技術(shù)體系，改變了超級電容器在十一五期間由國外產(chǎn)品壟斷的局面。

在“長壽命錳酸鋰系儲能電池”方面，開展了層狀錳酸鋰、表面包覆單晶錳酸鋰、鋁鈷共摻雜錳酸鋰正極材料、瀝青和樹脂衍生的硬碳負極材料、功能電解液的研究，以及單體電池、模塊和儲能系統(tǒng)的研究，掌握了長壽命低成本鋰離子儲能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，單體壽命已經(jīng)超過3000次，最高達到6000次。在國際上完首次成了2套50kW/100kWh級層狀錳酸鋰/硬碳鋰離子電池儲能系統(tǒng)的開發(fā)并示范運行；同時開發(fā)了20kWh家用太陽能發(fā)電儲能系統(tǒng)，3kWh備用應(yīng)急電源等應(yīng)用示范。

在“全固態(tài)鋰離子儲能電池”方面，成功開發(fā)出高電導(dǎo)率的Li2S-P2S5二元系和Li2S-GeS2-P2S5三元系固體電解質(zhì)，掌握了Li2S-P2S5體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì)材料的制備方法，非晶前驅(qū)體的制備方法取得較大突破，實現(xiàn)了高效率的穩(wěn)定制備。目前已經(jīng)實現(xiàn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的公斤級制備能力。研制了具有核殼結(jié)構(gòu)和組分梯度的高鎳組分層狀正極材料。采用上述二元系硫化物固體電解質(zhì)和正極，研制了容量為4.0Ah和8.0Ah的固態(tài)鋰電池，室溫循環(huán)次數(shù)達到了500次，優(yōu)化了大型全固態(tài)軟包電池的組裝工藝，推進了全固態(tài)鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化進程。

在“新型鋰硫化學(xué)儲能電池”方面，開發(fā)了高能量密度鋰硫電池制備技術(shù)，研制的35Ah鋰硫電池比能量達到566Wh/kg（25℃測試），達到了世界領(lǐng)先水平。初步開發(fā)了1kWh鋰硫電池組和12kWh大容量鋰硫電池組，實現(xiàn)了其與太陽能電池耦合發(fā)電示范。采用單質(zhì)硫的大容量鋰硫電池及電池組的技術(shù)產(chǎn)品具備用作長航時無人機機載能源系統(tǒng)等領(lǐng)域的潛力，推廣應(yīng)用前景廣闊。

此外，在“低成本鈦酸鋰系儲能鋰離子電池”方面，打通了低成本材料量產(chǎn)、長壽命高一致性電池及模塊、電站示范及推廣全產(chǎn)業(yè)鏈，搭建了基于鈦酸鋰系負極材料的移動式儲能示范裝置，進行了0.5MWh/1MW鈦酸鋰電池儲能電站的光儲應(yīng)用示范，為鈦酸鋰系儲能的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

本項目的實施，在一定程度上滿足了可再生能源和智能電網(wǎng)的大規(guī)模儲能需求，促進了風(fēng)能、太陽能的有序開發(fā)與資源合理配置，提高了間歇性新能源的并網(wǎng)技術(shù)水平，為我國儲能電池材料-電池-集成-示范產(chǎn)業(yè)鏈提供了較為完整的技術(shù)支撐體系，為今后該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)建了具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)化平臺，促進了中國儲能行業(yè)的發(fā)展，增強了中國能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略地位，市場前景廣闊。