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高比能超级电容器关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM53
  • 关键词:
  • 成果简介:
    电池级高比能量、长寿命的超级电容器是中国中车集团“十三五”战略新兴产业,是高速动车组稳定运行的关键控制系统电源,是高安全性、首尾快充的纯电动公交车储能技术的迫切需求;高能量密度超级电容器是无网运行的现代储能式有轨电车电源的首选;超高功率超级电容器是以颠覆性电磁武器为代表的战略威慑性武器装备的关键能源器件。但商用超级电容器存在单体容量小(3000F)、能量密度低(5-7Wh/kg)等问题,严重阻碍了超级电容器在相关领域的应用。项目聚焦超级电容器储能与节能领域,在国家863重点项目、宁波市重大科技专项的支持下,历经三年攻关,彻底打破国外技术垄断,发明了系列新技术,实现高比能超级电容器系列产品的规模化制造。研究成果引领了超级电容器技术的进步,促进了超级电容器的产业升级。 主要技术内容和技术指标: 1、引入化学储能,发明了物理与化学协同储能效应的混合型电容器新体系,构筑了长寿命(5-100万次)、高功率(6.69-19.01kW/kg)、电池级能量密度(11.65-38Wh/kg)的超级电容器。 2、发明了高性能石墨烯基多孔炭物理储能材料产业化制备技术;发明了“双功能”多孔炭/锂金属氧化物复合材料及其匹配特性专用电解质盐规模化制备技术。 3、发明了高性能干法电极制备技术,显著提高电极密度及稳定性;发明了新型配套制造装备技术,实现高比能超级电容器的产业化制造。 授权知识产权情况: 项目获授权发明专利44项,其中国外专利3项;发表SCI论文6篇;专著1本;成果获得宁波市科技进步一等奖2项。 应用推广及取得的经济社会效益: 项目技术成果的产业化推动了中国超级电容器及其相关领域的技术进步,筑造了国际核心竞争力。在城市轨道交通、高速动车组、工业节能领域以及军工国防领域等做出重要贡献,并带来了中国公共交通车辆牵引技术领域的重大变革。开发的系列产品作为主动力源的储能式有轨电车,已在广州、深圳等8个城市上线运营150余列;马来西亚混合动车组13列;超快充储能式公交客车已中标2000余辆,奥地利、宁波等地上线运营500余辆;产品已应用于新型武器装备;超级电容已应用于中原油田、大庆油田的机械节能系统,已维修或打井100余个;港机的重型起吊节能装置方面,已实现青岛、珠海、中山港口的大批量使用,每套年节能约11万度电。三年累计销售41994.24万元,新增税收7367.46万元,带动相关产业达上万亿元。
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