锂离子电容器评价

锂离子电容器评价

提出了一种新的锂离子电容器的模型，该模型为一个扩展的用于超级电容（EDLC）的Zubieta模型并且具有显著的高精确度（小于4%）。所提出的模型包括3个电容器，分别代表温度、电流速率（△C1）和充电状态（△C2）对电容锂离子电容器的影响。与双层电容器有所不同，该模型包含两个电阻来说明充电和放电过程。然后添加了自放电电阻来说明其对锂离子电容器长期效果的影响能力。该模型能够预测锂离子在充电和放电过程以及短脉冲持续期间的行为。模型的参数是基于扩展特性试验所得的结果，研究的性能参数主要为能量和功率能力，以及在不同电流速率下的充放电能力。此外，对这些参数在不同的工作温度下（60、40、25、0、-18℃）进行了检测。

试验结果表明，在这项工作中所使用的锂离子电容器能量密度约为14W·h/kg，是常用超级电容能量密度的2.5倍。就内部的电阻和最终的充电状态而言，这些结果也表现出了与双层电容器相似的特性。与超级电容相比，锂离子电容器在较低的温度下具有相当大的损失，这是由于在较高电流率下具有较低的能量。在放电阶段可以观察到相同的特征，这是由于出现普克特现象所造成的影响。

此外，已经在不同的充电限值下进行了一系列的测试。在试验结果中我们发现，与超级电容的线性方程组关系不同，锂离子电容器的电容量呈多项式关系，它似乎是所应用电流率的函数。从功率能力这点来看，已经研究了一些基于超级电容和电池的方法，结果显示依据超级电容方式得到的功率密度在脉冲效率为90%的条件下约为1200W/kg，然而，基于电池方式在2s脉冲期间得到的功率密度约为500W/kg。基于ISO 12405-2标准负荷曲线的生命周期测试结果表明，锂离子电容器的生命周期在1400次循环后会降低3.4%。循环继续增加，锂离子电容器的生命周期逐渐减少，直至达到4000次循环后稳定。

网址：http://www.sciencedirect. com

作者：N.Omar et al

编译：罗涛