超级电容器用炭材料的研究进展

综述了活性炭(AC)、活性炭纤维(ACF)、炭气凝胶、碳纳米管(CNTs)和模板炭等5种用于超级电容器的炭材料的性能和不足,展望了炭材料应用于超级电容器的发展方向.     

新型铅蓄电池及其在电动车上的应用——铅蓄电池用于电动汽车的可行性分析(4)

传统铅蓄电池已进入“新技术时代”,卷绕式电池、超级电池、铅碳电池、双极性陶瓷隔膜电池等新技术的铅蓄电池相继面世或产业化,并在各种电动汽车上获得应用;新技术铅蓄电池保持了传统铅蓄电池成本低、安全性好、资源化利用率高等优点,比能量和循环寿命等性能大幅度提高;新技术铅蓄电池应用于HEV等电动车前景广阔.     

不同炭材料对铅蓄电池性能的影响

炭材料是铅蓄电池负极板重要的添加剂之一,优化其性能和添加量可有效改善电池综合性能。研究不同种类炭添加剂（乙炔黑、炭黑、活性炭）和添加比例（0．2％～0．8％）对铅蓄电池性能的影响。通过充电接受能力、-15℃低温容量、高倍率放电容量等表征电池性能。实验结果表明,不同炭材料对电池性能的影响趋势不同,相同添加量时,添加活性炭电池的充电接受能力最好。     

风能和太阳能发电系统中的储能电池

根据风能和太阳能发电系统的特殊性及其对储能装置的要求，比较了密封铅蓄电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池的长处和短处；介绍了正在开发研制的钠硫电池，氧化还原电池和超级电容器；同时还列出了胶体密封铅蓄电池的应用实例。显而易见，胶体密封铅蓄电池是风能和太阳能发电系统的最合适的储能装置。钠硫电池、氧化还原电池和超级电容器有待进一步开发研究。     

PVDC基活性炭的制备与电容性能

以聚偏二氯乙烯(PVDC)为原料、采用水蒸气活化制备超级电容器用活性炭电极材料.采用N2吸附法对材料的比表面和孔结构进行了研究,通过恒流充放电和循环伏安测试等方法研究了材料在6 mol/L KOH溶液中的电化学电容性能.结果表明,该方法在900℃下可制备出高比表面积(2 296 m2/g)、富含中孔(中孔率为42.7%)的活性炭材料,适合用作超级电容器的电极材料.在880℃下活化1h制备的活性炭,比电容为177 F/g (50 mA/g),大电流倍率性能良好.     

国外超级电容器发展动态

面对日益增长的汽车市场,结合铅蓄电池与锂电池优点的超级电容器应运而生,得到了更多的展示平台,分析人士认为,超级电容器未来40％～50％的应用是在车用市场,其中电动或混合动力汽车以及汽车节能(制动能量回馈)方面的应用前景广泛.未来车用市场将会大力推动超级电容器的发展.在超级电容器产业分布中,上游原材料厂家、单体制造厂家和模组系统厂家大部分在国外.目前,许多国家都在积极开展电动汽车用超级电容的研究开发工作.     

超级电容器碳电极材料的制作工艺研究

运用物理化学联合活化法,在不同活化时间对碳材料进行处理制备活性炭,优化了超级电容器碳电极材料的制作工艺。分析比较了所制电极材料的表面形态,并测定了比表面积、孔容和孔径等活性炭的结构参数。结果表明:活化时间为1.5h可以制得满足要求的活性炭材料。     

铅碳超级电池混合负极的研究

超级电池是目前很多科研工作者关注的研究领域.制备铅碳超级电池的关键是负极,本文通过研究不同碳材料对混合负极的影响,制备出了具有较高放电容量的铅碳超级电池.循环伏安测试表明,混合负极中活性炭含量为1.0％时电极的可逆性最好,活性炭含量为8.0％时,电极表现出明显的电容特性.混合负极中添加球形石墨的电池低温性能最好,而且在循环过程中电池的失水和内阻变化都较小,并能有效抑制负极铅颗粒的团聚.     

活性炭/氧化镍干凝胶超级电容器研究

以高性能活性炭作为负极材料、纳米氧化镍干凝胶作为正极材料组成超级电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH水溶液体系中的电化学性能,其充放电电压可以达到1.6 V,比能量和比功率分别达到45 Wh/kg和35 kW/kg(以正负极活性材料本身质量计算),是一种性能优良的超级电容器.     

锂离子电池材料在超级电容器中的应用

采用LiCoO2+AC(活性炭)作为超级电容器的正极材料、AC为负极材料,采用锂离子电池电解液LB-315组装成超级电容器,研究了以上锂离子电池材料对超级电容器电化学性能的影响.研究结果表明,LiCoO2+AC电极中LiCoO2与AC最佳质量比为4:1,其在电流密度为3 mA/cm2进行充放电性能实验时,首次放电比容量为235.0 F/g,经过1 000次循环后,衰减到204.1 F/g,具有较好的循环性能.AC/LiCoO2+AC超级电容器较AC/AC超级电容器的自放电性能有所改善.     

电力储能领域铅炭电池储能技术进展

储能是高效利用可再生能源和构建智能电网的关键技术。与传统铅酸电池相比,铅炭电池在安全性、经济性和循环性等方面具有明显优势,因而在电力储能领域具有广阔的应用前景。介绍了铅炭电池的发展历程和工作原理,进而从安全性能、度电成本、循环寿命和比能量4个方面与铅酸电池进行对比。阐述了铅炭电池储能技术在储能领域的应用现状,并对铅炭电池目前存在的问题和改进方向进行归纳和总结。     

储能电源系统的发展趋势

讨论了铅酸蓄电池的技术及产业现状,分析了锂离子电池取代铅酸电池的问题;介绍了超级电容器和锂离子电容器这两种新型储能器的发展趋势。     

超级电池的“前世今生”

超级电池是一种新型的混合储能装置,其由铅酸蓄电池发展而来,具有独特的优势,本文对超级电池的结构、工作原理、炭材料和电解液等进行了介绍,并在此基础上对超级电池进一步应用的前景进行了展望。     

活性炭负极添加对铅酸电池充电性能的影响

研究了添加活性炭对2 V电芯和12 V铅酸电池负极板在高倍率部分荷电态下电化学性能的影响。结果表明:与在负极活性材料中添加尺寸为几微米的活性炭和不添加活性炭的电极相比,尺寸在几十微米的活性炭颗粒能显著增加在高倍率部分荷电态的循环寿命。     

基于液流电池储能的光伏发电系统容量配置及成本分析

根据全钒液流电池的物理特性,以负荷缺电率为指标,结合地区辐照度、环境温度等因素,研究了全钒液流电池应用到独立光伏系统中的容量配置问题,同时从经济性角度对系统运行成本进行了优化和分析。结果表明,全钒液流电池在规模储能方面具有较好的优越性,相对于传统铅酸蓄电池,采用全钒液流电池作为储能单元提高了系统供电可靠性,降低了发电单位运行成本。     

电池储能电站在风力发电中的应用研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

不同炭材料配比对新能源汽车动力电池的影响

新能源汽车用铅酸动力电池的主要发展目的是提高比能量,增大循环使用寿命。对不同炭材料配比的新能源汽车用铅酸动力电池的性能和循环寿命进行了测试,结果显示添加较高含量的炭材料到负极中,能够改善电池的充电接受能力,提高容量充电效率,有效提升了电池的循环寿命,同时说明负极活性物质的导电性对铅酸动力电池的充电接受能力和循环寿命有着决定性影响。     

电动汽车能量存储技术概况

叙述了电动汽车能量存储技术的发展 ,说明了不同类型电动汽车对动力电池的要求不同 ,着重分析了动力电池 (包括铅酸电池、MH Ni电池 ,锂离子蓄电池和ZEBRA电池等 )技术现状以及优缺点。铅酸电池比能量低 ,技术成熟 ,价格便宜 ,在电动车辆中应用普遍。镍金属电池 ,特别是MH Ni电池 ,比能量和比功率较高 ,实现了商品化 ,目前已经作为铅酸电池的可替代动力电池。锂离子蓄电池是动力电池的发展热点 ,与前两种动力电池相比 ,具有更高的比能量和比功率 ,寿命长 ,是一种绿色环保电池。此外 ,对燃料电池、超级电容器和飞轮电池作了扼要介绍。动力电池的发展与电动车辆的需求密切相关 ,目前混合电动车辆发展迅速 ,其辅助动力电池需要高比功率特性 ,以提高车辆的动力性和经济性。     

铅酸蓄电池在混合电动汔车中的应用现状与研究进展

随着汽车消费量的增加,传统汽车导致的石油资源消耗和环境污染等问题日益严重。较传统汽车,以车载电源作为全部或部分动力驱动的电动汽车,具有清洁节能的优势。混合电动汽车（HEV）性价比高,成为国内外汽车领域研究的热点。较其他动力电池,铅酸蓄电池成本较低,性能稳定,依然是混合电动汽车的重要选择。铅酸蓄电池在HEV中已经得到初步的应用,提高铅酸蓄电池的能量密度,成为制约铅酸蓄电池在HEV中进一步应用的瓶颈。国内外学者通过开发合适的添加剂、改进板栅材料、优化电池制备和装配技术,以及制备超细铅粉活性材料等手段来提高铅酸蓄电池的能量密度。本文对HEV用铅酸蓄电池的充放电机制和电池管理系统也进行了一定的探讨。