鋰離子電容器評價

鋰離子電容器評價

提出了一種新的鋰離子電容器的模型，該模型為一個擴展的用于超級電容（EDLC）的Zubieta模型并且具有顯著的高精確度（小于4%）。所提出的模型包括3個電容器，分別代表溫度、電流速率（△C1）和充電狀態（△C2）對電容鋰離子電容器的影響。與雙層電容器有所不同，該模型包含兩個電阻來說明充電和放電過程。然后添加了自放電電阻來說明其對鋰離子電容器長期效果的影響能力。該模型能夠預測鋰離子在充電和放電過程以及短脈沖持續期間的行為。模型的參數是基于擴展特性試驗所得的結果，研究的性能參數主要為能量和功率能力，以及在不同電流速率下的充放電能力。此外，對這些參數在不同的工作溫度下（60、40、25、0、-18℃）進行了檢測。

試驗結果表明，在這項工作中所使用的鋰離子電容器能量密度約為14W·h/kg，是常用超級電容能量密度的2.5倍。就內部的電阻和最終的充電狀態而言，這些結果也表現出了與雙層電容器相似的特性。與超級電容相比，鋰離子電容器在較低的溫度下具有相當大的損失，這是由于在較高電流率下具有較低的能量。在放電階段可以觀察到相同的特征，這是由于出現普克特現象所造成的影響。

此外，已經在不同的充電限值下進行了一系列的測試。在試驗結果中我們發現，與超級電容的線性方程組關系不同，鋰離子電容器的電容量呈多項式關系，它似乎是所應用電流率的函數。從功率能力這點來看，已經研究了一些基于超級電容和電池的方法，結果顯示依據超級電容方式得到的功率密度在脈沖效率為90%的條件下約為1200W/kg，然而，基于電池方式在2s脈沖期間得到的功率密度約為500W/kg。基于ISO 12405-2標準負荷曲線的生命周期測試結果表明，鋰離子電容器的生命周期在1400次循環后會降低3.4%。循環繼續增加，鋰離子電容器的生命周期逐漸減少，直至達到4000次循環后穩定。

網址：http://www.sciencedirect. com

作者：N.Omar et al

編譯：羅濤