邁向低成本的鋰離子電容器產(chǎn)業(yè)化

結(jié)合兩種添加劑代替一種添加劑，以促進(jìn)鋰在電容器中的摻入：這是由InstitutdesmatériauxJeanRouxel(CNRS /UniversitédeNantes)的研究人員與明斯特電化學(xué)能源技術(shù)(明斯特大學(xué)，德國(guó))，以促進(jìn)用于存儲(chǔ)電能的鋰離子電容器的低成本，簡(jiǎn)單，高效的發(fā)展。該研究于2019年6月5日在Advanced Energy Materials上發(fā)表，將使這些組件的大規(guī)模營(yíng)銷(xiāo)成為可能。

用于電力的電化學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)在可再生能源的整合中起著核心作用，并且即將接管電動(dòng)移動(dòng)部門(mén)。存儲(chǔ)這種能量有兩種解決方案：具有大存儲(chǔ)容量?jī)?yōu)勢(shì)的鋰離子電池和容量較小但可以非?？焖俚爻潆姾头烹姷碾娙萜?。鋰離子電容器(LIC)結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。

構(gòu)成鋰離子的材料與電池不同，電容器不含鋰離子(或電子)。因此，必須進(jìn)行預(yù)鋰化階段以便添加它們，以便設(shè)備可以起作用。目前使用兩種廣泛的策略：電容器的一種組成材料在其集成之前是預(yù)先集成的，或者鋰離子中的高添加劑將在第一次充電期間將它們重新分布在電容器的材料中。然而，這些方法昂貴且復(fù)雜，并且可能降低設(shè)備的容量。而且，當(dāng)與空氣和/或用于制造鋰離子電容器的溶劑接觸時(shí)，大多數(shù)可用的預(yù)鋰化添加劑會(huì)變質(zhì)。簡(jiǎn)而言之，即使已經(jīng)提出的一些解決方案今天起作用，也沒(méi)有“奇跡配方”，即高性能，堅(jiān)固，

l'InstitutdesmatériauxJeanRouxel1(CNRS /UniversitédeNantes)的研究人員與明斯特電化學(xué)能源技術(shù)公司(明斯特大學(xué))合作，通過(guò)連續(xù)化學(xué)反應(yīng)不僅使用一種，而且使用兩種添加劑來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。他們的分析表明，早期方法的主要障礙是使用單一添加劑，不僅要提供鋰離子和電子，還要滿足價(jià)格，化學(xué)穩(wěn)定性和性能的所有條件。使用兩種具有特定作用的添加劑，其中一種提供鋰離子和其他電子，提供了更大的自由度，因?yàn)樗鼈兛梢愿鶕?jù)其價(jià)格，化學(xué)性質(zhì)和性能獨(dú)立選擇。當(dāng)一個(gè)鋰離子電容器在充電時(shí)，第一種添加劑(芘，天然存在于某些類(lèi)型的煤中)釋放出電子和質(zhì)子。第二種添加劑 Li3PO4(例如玻璃工業(yè)中產(chǎn)生的質(zhì)量)捕獲這些質(zhì)子，然后釋放鋰離子，然后鋰離子可用于預(yù)鋰化。

該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在預(yù)鋰化之后，所用的兩種添加劑之一的殘余物芘有助于電荷的儲(chǔ)存，從而增加儲(chǔ)存在裝置中的電能量。這種新方法提供的效率和多功能性為廉價(jià)的預(yù)鋰化解決方案開(kāi)辟了道路，從而產(chǎn)生了可以?xún)?chǔ)存更多能量的鋰離子電容器。因此，破壞這種技術(shù)障礙應(yīng)該能夠使這些裝置更快地商業(yè)化。

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