化学电源前沿技术概述2015.ppt

化学电源技术新进展;提 纲;概 述-概念与内涵;概述－电能源产业链;概述－消费电子需求;概述－动力市场需求;智能电网“发电、输电、配电和用户”各环节对储能规模的典型要求 ;2030年前的二次电池技术-DOE;日本“第53届电池研讨会”;Gen1;二、锂系列电池的高比特性化;等能量曲线;锂原电池比能量比较;锂氟化碳系列电池与其它锂原电池比较;Fluorinated Carbon Nanospheres (LiCFx)n;氟化碳表面修饰效果;17Ah;1Ah-45Ah, 650Wh/kg;高功率Li/SVO-CFx三明治结构电池;* Depend on charge cut-off potential;Si Sn-Co SiO Li2.6Co0.4N Li ;Si插层石墨烯负极技术;400Wh/kg锂离子电池技术;东芝SCiB动力电池技术;快充及低温充电用硬碳;高功率化学电源研发水平;各种正极材料倍率特性@ 10C-rate;; 比能量E = CV2/2m 式中的E，C，V，m分别为混合电容器的比能量、容量、电压和质量。 计算混合电容器容量时，C的最大值接近于理想极化电极的容量，而传统的电容器容量约为其电极容量的1/2（1/C=1/Cp+1/Cn, Cp≈Cn），所以电化学混合电容器的最大容量接近等重量传统双电层电容器容量的2倍；而且电化学混合电容器的电压基本上由理想极化电极决定，则其平均电压也约为双电层电容器的2倍，电化学混合电容器的比能量可接近双电层电容器的2x22=8倍。 如果选择合适的电化学混合电容器活性材料，使电容器的电压更高，则其比能量可达到双电层电容器的8倍以上，即20-50 Wh/kg。;*;比能量： 400Wh/kg （Envia） 比功率：10kW/kg （SAFT） 寿命：6000-8000次（100%DOD,Toshiba, Altaino ） 低温性能：-60oC （NASA） 高温性能：100oC （SAFT） 安全性：3C@10V过充等测试通过 故障率：ppb级（SONY）;Li-S, Li-Air电池，新型离子电池;Li-S二次电池;Li-S二次电池;Li-S二次电池;Li-S二次电池;Electrochemical performance of sulfur–TiO2 yolk–shell nanostructures. (a) Charge/discharge capacity and Coulombic efficiency over 1,000 cycles at 0.5 C. (b) Capacity retention of sulfur–TiO2 yolk–shell nanostructures cycled at 0.5 C, in comparison with bare sulfur and sulfur–TiO2 core–shell nanoparticles.;The Li-S cell with Nafion coating starts with a higher storage capacity and this capacity is retained to a large extent over many cycles.;水溶液体系可充锂电池;Japan’s RIKEN;金属燃料电池技术;三、锂离子电池的安全性;波音-787锂离子电池安全问题;锂离子电池不安全因素;日本催化剂，使用LiFSI的LIB;阻燃及灭火添加剂;Continuous ceramic coating(alumina, zirconia, silica);****纳米纤维纸隔膜特点;180oC耐温测试;性能指标 名称;Conventional PTC: adhered on battery case, slow to response the inner temperature change. TSE : Directly sensing the inner temperature of the LIBs and adjusting its resistance to shutdown the current flow reversibly. PTC material: Epoxy +C;Toyota Prius Alfa;四、固态化锂电池及新型化学电源;;采用超离子导体的全固态LIB;Toyota的未来 EV用全固态LIB;固态薄膜电池技术 ;美国国家航空和宇宙航行局 （National Aeronautics and Space Administration ） NASA’ s Jet Propusion Laborato