鋰離子電容器相比鋰離子電池和超級(jí)電容器所具有的優(yōu)勢(shì)

容量、電壓、自放電的比較

鋰離子電容器的能量密度小于鋰離子電池，但輸出密度高;單體體積的能量密度為10~15Wh/L，較雙電層電容器的2~8Wh/L的容量大得多，是后者的二倍。

在電壓方面，鋰離子電容器的最高電壓可達(dá)到4V，與鋰離子電池相近，而比雙電層電容器高出許多，同時(shí)在自放電方面比二者都小。

安全性

鋰離子電池的正極由于采用鋰氧化物，不但含有大量的鋰可形成鋰枝晶而刺穿隔膜，也含有氧這種重要的起火元素。電池一旦短路就可發(fā)展為整體的熱分解，與電解液反應(yīng)可引起燃燒。而鋰離子電容器的正極是活性碳，即使內(nèi)部短路會(huì)與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，但不會(huì)與電解液反應(yīng)，理論上，會(huì)比鋰電池安全得多。

壽命長(zhǎng)

鋰離子電池為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命，對(duì)其充電和放電深度有一定的范圍限制，這樣就減少了實(shí)質(zhì)上可以利用的容量，雙電層電容器的充放電原理則是單純以吸附或脫卻電解液中的離子而具有長(zhǎng)壽命的，僅憑這一點(diǎn)很難延長(zhǎng)實(shí)際壽命。但鋰離子電容器即使降低正極電位，單元自身的電壓也不會(huì)大幅下降，因此可確保容量。

耐高溫

在高溫條件下，電解液、正極容易發(fā)生氧化分解，為此，在高溫條件下可能需要降低正極的電位，但在電位降低的情況下，雙電層電容器整體電壓下降，無(wú)法確保容量。而鋰離子電池則無(wú)法降壓，容易產(chǎn)生安全問題。唯有鋰離子電容器可以在正極電位遠(yuǎn)離氧化分解區(qū)域的位置使用，因而高溫性能出色。

鋰離子電容器的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

鋰離子電容器產(chǎn)業(yè)上游主要包括：正負(fù)極原材料、電解液、隔膜、穿孔集流體以及單質(zhì)金屬鋰極等;中游主要包括各種形狀和不同規(guī)格的鋰離子電容器單體，及鋰離子電容器單體系統(tǒng)集成的模塊;下游主要是終端市場(chǎng)的應(yīng)用需求，目前日本市場(chǎng)初步開啟，隨后將會(huì)在國(guó)際市場(chǎng)上輻射開，如：風(fēng)力發(fā)電、LED路燈照明、太陽(yáng)能發(fā)電以及混合電動(dòng)汽車等。

圖4中國(guó)中車與美國(guó)Maxwell合作開發(fā)的鋰離子電容器

目前這些產(chǎn)業(yè)主要由國(guó)外公司控制，例如日本可樂麗和日本ACT公司分別掌握了活性炭和納米門炭技術(shù);日本嘉娜寶公司、日本吳羽化學(xué)、日本ATEC公司等掌握著聚并苯、硬炭等負(fù)極材料的技術(shù);美國(guó)FERRO、德國(guó)HONEYWELL等在電解液方面占據(jù)主導(dǎo)地位;隔膜由日本NKK壟斷，多孔集流體由日本3家金屬株式會(huì)社壟斷。國(guó)內(nèi)目前僅有少數(shù)幾家公司正在開發(fā)鋰離子電容器正極活性炭和負(fù)極硬炭材料。