我国锂离子超级电容器实现完全国产化

我国锂离子超级电容器实现完全国产化

1月28日，由中国科学院青岛生物能源与过程研究所先进储能材料与技术研究组完成的高性能碳基锂离子电容器关键产业技术开发项目，在青岛通过了由中国化工学会组织的成果鉴定。由中国科学院院士、南开大学副校长陈军等9位专家组成的鉴定委员会一致认为，该技术整体达到国际先进水平，实现了关键电极的量产技术开发，促成了锂离子超级电容器的完全国产化，打破技术壁垒，解决了关键部件依赖进口的难题。

超级电容器被《中国制造2025》收录为轨道交通核心储能部件，并在2016年便已成为工业强基支持的核心基础零部件。锂离子超级电容器市场前景广阔，但是关键电极的制备技术基本掌握在国外企业手中，其中美国Maxwell掌握了关键的干法电极技术，其锂离子超级电容器产品更是一度占据中国锂离子超级电容器市场的70%。

研究组创新开发出新型集流体及集流体加工方式，打破国外垂直涂布模式，通过对生产设备设计改造、碳材料优化改性及可控的穿孔集流体设计，解决了水平涂布问题，优化了电极生产模式，成功制备出柔软性好、负载量高、剥离强度高的高性能电极，降低了电极生产成本，打破了国外技术垄断，解决了“卡脖子问题”。自主开发新型多功能电解液，研制出QBT-400电解液，具有更好的导电率、低温、倍率性能。应用此电解液所组装的锂电容低温性能优异 ，倍率性能也具有优势。

研发出独特干燥工艺、常温化成工艺，制备的锂离子电容器单体循环寿命达到50万次循环，容量保持80%，助力锂离子电容器寿命取得重大突破。

在电容器最核心工艺上，首创常温电化学负极预嵌锂技术，所研制的复合负极在预嵌锂过程中可快速达到目标电位，充放电速度更快，同时嵌锂更均匀，循环寿命更长，降低能耗及成本，将有力推进锂离子电容器产品的技术升级。

研究组开发的高性能碳基锂离子电容器，在锂离子电容器新型材料、制造工艺及产品等方面申请11项专利，其中获得国家授权发明专利1项。率先建成了一条先进的锂离子超级电容器关键电极生产线及电解液生产线，实现了高容量、高质量、高产出的锂离子超级电容器关键电极的工程化制备，技术成果在中车四方所的单体产线上进行了自动化组装验证，解决了关键部件依赖进口的难题，实现了锂离子超级电容器的完全国产化。

锂离子电容器预计未来工业设备、汽车、轨道交通将成为锂离子电容器的主要应用领域，在辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同场景的应用具有非常具有潜力的发展前景。评价委员会专家一致认为，该项目成果整体达到国际先进水平，部分技术国际领先，建议扩大生产规模，开发系列产品，进一步推向市场应用。