隨著電動(dòng)汽車及用于固定位置的大型蓄電池系統(tǒng)在家庭及社會(huì)生活中的普遍應(yīng)用，在充電電池由鎳氫電池向鋰離子電池的過渡逐步完成以后，不但鋰電池的研發(fā)方向出現(xiàn)了多用途發(fā)展的趨勢(shì)，而且也誕生了鋰離子電容器——一種兼具高能量密度和高功率密度特性且能夠做到大電流充放電的一款電儲(chǔ)能設(shè)備，下面我們就一起來了解一下。

鋰離子電容器的工作原理

鋰離子電容器一般由以下部分組成：

（1）鋰離子電池負(fù)極——石墨電極；

（2）電化學(xué)雙層電容器正極——活性炭；

（3）鋰離子電池電解質(zhì)——LiPF6等。

它是傳統(tǒng)的雙電層電容器的改進(jìn)品種，其工作機(jī)理如下圖所示：

充電時(shí)，電解液中的Li+嵌入到石墨層間形成嵌鋰石墨，同時(shí)，電解液中的陰離子吸附在活性炭正極表面形成雙電層；放電時(shí)，Li+從負(fù)極材料中脫出回到電解液中，正極活性炭與電解液界面間產(chǎn)生的雙電層解離，陰離子從正極表面釋放，同時(shí)電子從負(fù)極通過外電路到達(dá)正極。

鋰離子電容器的特點(diǎn)

（1）鋰離子電容器既具備了雙電層電容器的高功率，又具備鋰離子電池的高容量特點(diǎn)，鋰離子電容器之所以比雙電層電容器的能量密度高是因?yàn)閱卧碾妷杭办o電容量增加：通過添加鋰離子使電容器由傳統(tǒng)的雙電層電容器電壓由2.5V~3V上升到4V；負(fù)極因?yàn)榭傻玫戒囯x子，因而高于雙電層電容器原來的活性碳，而提高了至少1倍的容量；

（2）具有介于雙電層電容器和蓄電池之間的比能量；

（3）充放電循環(huán)時(shí)間短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蓄電池的循環(huán)時(shí)間；

（4）壽命長，可以滿足長期使用，無需維護(hù)；

（5）具有良好的高溫穩(wěn)定性和更寬的工作溫度范圍，可以在?45~85°C范圍內(nèi)正常工作。

自誕生以來的數(shù)十年間，鋰離子電容器已經(jīng)逐步走向?qū)嵱没饕獞?yīng)用在風(fēng)力發(fā)電、路燈發(fā)電、公交車以及其他工業(yè)設(shè)備中。同時(shí)還有多種不同的類型不斷推出，如快速充電鋰離子電容器、耐高溫鋰離子電容器、復(fù)合鋰離子電容器、混合型水系鋰離子電容器等。

鋰離子電容器兼具雙電層電容器的高功率密度與鋰離子電池的高能量密度特性，安全性能高，擁有超長的使用壽命，低自放電以及寬溫度范圍，具有非常好的發(fā)展前景，極大程度地滿足了電動(dòng)公交車、節(jié)能電梯以及其他工業(yè)需求，成為近年來各科研院所和高新企業(yè)的研究熱點(diǎn)。有人甚至推斷其十年內(nèi)將替代鋰鋰離子電池，而這是否會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，我們拭目以待。