数字渤大 | 外网邮箱
首页 | 学校简介 | 组织机构 | 教学单位 | 科研单位 | 招生就业 | 人才招聘 | 图书馆 | ENGLISH VERSION
 
 

您现在的位置:>> 首页 >> 科研机构

辽宁省超级电容器工程技术研究中心

文章发布时间:2012-10-14

  一、组建背景
  超级电容器是基于在电极/溶液界面通过建立双电层电容或赝电容实现储能的元件,具有功率性能好、充放电快速、循环寿命长及工作温度范围宽等特性,在电子、能源、交通等领域广泛应用,例如用作电子产品的后备电源、小功率电器电源、电动车起步及加速的补充电源、风力及光伏发电系统储能系统,尤其是基于超级电容器储能的城市电动公交车将为推广电动汽车产业打开突破口。随着可再生能源开发利用的普及推广,以及信息化、智能化、环保化的逐步深化,尤其在我国能源产业结构调整的大背景下,作为电动汽车电源及风力、光伏发电系统储能的重要组件,超级电容器产业具有非常广阔的发展前景。而且围绕上述超级电容器应用的产业链条,超级电容器组件及其配套产品的开发将带动一大批产业的发展,构成超级电容器产业集群,其潜在市场更是无法估量。
  超级电容器制造已被列为我省高新技术特色产业规划,成为拉动我省经济发展的重要产业。目前,国内超级电容器企业由于起步较晚,在生产技术及产品性能上落后于发达国家,远远不能满足市场需求。锦州凯美能源有限公司是我省重点超级电容器专业生产企业,产品规模和质量虽处于国内前列,但与日本和欧美等国生产企业相比差距很大。因此,加强超级电容器材料及技术的研究开发符合国家新能源发展战略和我省超级电容器制造高新技术产业发展的需要。
  渤海大学超级电容器科研团队经过多年建设,已经形成了电化学测试与评价、电极材料与电极片、有机电解质与电解液、电化学储能模组技术4个稳定的研究方向,并与锦州凯美公司建立了稳固的产学研合作机制,针对超级电容器关键材料、结构优化、组装技术及大容量产品气胀等问题组织联合攻关,实现了电极片、有机电解液的自主生产,大大降低成本;开发的“不对称双电层超级电容器”技术显著提高产品性能,成果获得省级科技进步奖。
  产学研合作可以有效整合科技资源,是强化产业技术原始创新能力,突破关键技术,降低对国外技术依存度,提升产业核心竞争力的有效手段和必由之路,是促进高技术产业跨越式发展的必然选择。超级电容器工程技术研究中心(以下简称“中心”)的组建正是在国家新能源发展战略的背景下,基于我省超级电容器制造重点高新技术特色产业建设的需要。“中心”运行采用校企产学研合作模式,以超级电容器产业发展及企业生产需求为导向,以提高企业自主创新能力和促进超级电容器制造产业的技术升级为目标,充分发挥高校科技优势推动我省支柱产业和高新技术产业的发展,使“中心”成为我省具有技术特色的超级电容器材料与技术的开放式科技创新和人才培养基地。

二、组织结构
  1、管委会:管委会是“中心”的最高管理决策机构,全面负责“中心”的科研活动、对外开放、评估检查、学术交流等的组织管理工作。管委会主任由渤海大学推荐并经科技厅任命,副主任及委员由主要技术负责人、财务负责人及主要产学研合作企业负责人担任。“中心”的管委会组成如下:主任金振兴教授(物理化学专业),副主任王道林教授(有机合成专业)、李文生高工(电容电器专业),委员石何铁副教授(材料工程专业)、张庆国副教授(无机合成专业)、蔡克迪副教授(电化学专业)、彭伟教授(会计学专业)
  2、学术委员会:学术委员会是“中心”的学术与技术权威机构,负责审议“中心”的工作及发展规划、开放课题、评估检查、学术交流及成果评审等。“中心”的学术委员会组成如下:主任李建玲教授(电化学工程专业),副主任王道林教授(有机合成专业),委员李文生高工(应用化学专业)、陈永真教授(自动化专业)、孙成元高工(化学专业)、才奇高工(电容电器专业)、何铁石副教授(材料工程专业)

三、研究开发
  1、科研队伍:“中心”拥有一支数量及结构合理的科研队伍,研究队伍20人(其中专职科研人员19人,管理人员1人);其中正高3人(12%)、副高8人(40%)、中级6人(24%);具有博士学位8人(40%)、具有硕士学位6人(30%)。科研队伍结构合理,学术带头人及骨干学术水平高,具备承担各类重大课题的能力。
  2、研究方向:经过多年建设,“中心”已形成电化学测试与评价、电极材料与电极片、有机电解质与电解液、电化学储能模组技术4个稳定的研究方向,满足超级电容器及其储能模组关键材料、结构设计、产品组装、性能评价等的研发需要:
  (1)电化学测试与评价方向:该方向主要通过电化学方法探究或评价有关材料的性质及组成、单体及模组结构对产品性能的影响,为高性能电极片、有机电解液等关键材料研发,以及超级电容器单体、储能模组的结构设计及系统优化提供理论及实验依据。
  (2)电极材料与电极片方向:该方向主要针对电极片材料、制备工艺开展研究,满足企业自主生产高性能电极片的需要,开发适合生产具有更宽电势窗口、更高比容量和比功率、更长循环寿命超级电容器单体的新型高性能极片。
  (3)有机电解质与电解液方向:该方向主要针对电解质及电解液的开发和生产开展研究,满足企业自主生产有机液体电解液、有机凝胶电解液及固体膜电解质的需要,开发适合生产具有更宽电势窗口、更高比容量和比功率、更长循环寿命超级电容器单体的新型电解质及电解液。
  (4)电化学储能模组技术方向:该方向主要针对超级电容器储能模组或超级电容器/化学电池混合储能模组开展研究,满足企业生产储能模组的需要,通过对储能模组系统结构的优化设计,实现储能模组在能量密度、功率密度及循环充放电的最佳匹配,以及电压均衡电路的低功耗、高灵敏度、高可靠性,开发电动汽车、独立光伏及风力发电系统等需要的高能量密度/高功率密度的储能模组。
  3、研究室:“中心” 按功能性下设9个研究室,每个研究室设主任1名,由“中心”主任提名,经管委会通过任命,负责组织本研究室的科学研究、学术活动、仪器设备、安全卫生等工作。电化学性能测试研究室(电极材料、电解液及产品的电化学性能测试研究)、电极材料研究室(电极材料和电极制备工艺的研发)、有机电解质合成研究室(新型电解质的合成和纯化的研发)、有机电解质合成中试研究室(新型电解质的中试生产)、有机电解液配制研究室(电子级溶剂及有机电解液生产)、混合型超级电容器研究室(电池-电容混合型超级电容器研究)、特殊电解质研究室(离子液体、凝胶及固态膜等特殊电解质的研发)、产品性能测试研究室(超级电容器产品的性能测试)、储能模组研究室(储能模组组装及控制系统研究)
  4、研发仪器:材料及产品电化学评价方面的主要仪器设备有Universal(1220/1000)双人手套箱,VMC-2电化学工作站、LK2005A电化学工作站、SCTS-5V/500A及SCTS-5V/10A多功能电池/超电容测试系统等、DDSJ-308A电导率仪,769YP15A粉末压片机、WY-99平板电加热磨具、MR-100电动对辊机、T-06纽扣电池切片机、MSK-110纽扣电池封装机、LTD10-YP-8T压片机,柱状电池半自动卷绕机,831KF微量水分测定仪、SC-6卡式微量水分测定仪,三电极测试装置、扣式电池测试夹座。
  有机电解液开发与制备方面的主要仪器设备有CCS-150M有机合成分离纯化装置、TZ-PCF高压反应釜,HB-YG-1电子级成套石英精馏装置,RE-2003及RE-2000A旋转蒸发仪,GC508气相色谱仪、UV759紫外可见分光光度计、SP-756PC紫外可见分光光度计。
  产品性能评价方面的主要仪器设备有MHU-120NK可程式恒温恒湿试验机,BLD-200N电子剥离试验机、GX-5066电池重物冲击试验机、GX-5067-A电池挤压针刺一体机、GX-600电磁振动试验机,GX-3040-60C触摸屏式盐水喷雾试验机。
  电极片开发与制备方面的主要仪器设备有YPS400-20超声波发生器、NJL07-3实验室微波炉、ZW-45-10真空烧结炉、OTF-1200X-S真空小管式炉、RT-25粉碎机、SFM-2立式行星混料机、TG16-WS高速离心机、XQM球磨机,SAA-4200比表面及孔隙度分析仪,DLH/10L双行星动力真空混合机、NDJ-8S粘度计、BZY-101自动表面张力仪、QTG漆膜涂布器,漆膜测厚仪、漆膜附着力测试仪、漆膜柔韧性测试仪。

四、管理运行
  1、管理体制:“中心”实行管委会领导下的主任负责制,“中心”主任由渤海大学推荐并经科技厅任命,全面负责“中心”的科学研究、对外交流、学术活动、人员聘任、财务开支、仪器设备、安全卫生等工作。工程技术委员会是“中心”的学术与技术权威机构,“中心”的工作及发展规划、开放课题、项目招标、评估检查及成果评审等均需通过工程技术委员会审议通过。各研究室主任由“中心”主任聘任,负责本研究室的科学研究、学术活动、仪器设备、安全卫生等工作。“中心”办公室在中心主任直接领导下负责日常管理工作。
  2、运行机制:“中心”坚持“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,充分有效地利用现有科技资源,最大限度地发挥其在人才培养、科学研究、产品开发中的重要作用。
  (1)对外开放机制,国内外科研机构、高等院校和企业单位均可申请在本“中心”开展研究工作。
  (2)人才流动机制,引进客座人员和流动人员,打破单位或部门的封闭运行模式。
  (3)项目负责人机制,根据工作规划、发展规划及产学研合作协议通过公开招标确定项目负责人。
  (4)激励与分配机制,“中心”建立与业绩考核结果配套的奖励、聘用、任期和津贴制度,激发科研人员积极开展科学研究、技术创新、成果转化。
  (5)产学研合作机制,与省内外超级电容器企业建立稳定的产学研合作关系,推动技术创新, 促进科技与经济的有效结合。
  3、开放服务
  (1)“中心”鼓励与省内外超级电容器企业、相关企业及高校建立产学研合作关系,邀请合作单位代表参加管委会参与“中心”的管理与决策;
  (2)“中心”坚持与国内外从事超级电容器及其相关领域研究的科研院所、企业开展高水平、高层次的实质性技术交流与合作;
  (3)“中心”采用作为客座教授、特聘教授、学术带头人、学术骨干等特殊职位的方式积极引进国内外相关专业优秀人才来“中心”工作或指导工作;
  (4)“中心”保持一定数量的流动性研究开发和工程试验人员,吸引校内外优秀人才来“中心”工作,以提高“中心”的活力;
  (5)“中心”设立开放基金,以吸引校外优秀人才来“中心”开展科学研究;
  (6)“中心”面向行业开展分析测试与服务,大型仪器设备装备对外开放。

  五、研发内容
  “中心”将在前期技术研发和生产实践的基础上,继续在提高超级电容器单体主要性能上组织公关,同时开发标准化和模块化的超级电容器电源模块。围绕关键材料电解液和炭电极材料、电极制备技术、单体制造技术、模块组装开展研究,以实现关键材料国产化,突破电极制备、单体及模块制造的核心技术,大幅度提高我国超级电容器的性能水平、安全性和质量稳定性,开发出适用于电动汽车或混合动力汽车的标准化超级电容器电源模块。为打破发达国家在相关领域的技术垄断,为我国新能源汽车及相关领域应用高性能、高可靠、安全、低毒、高效的绿色环保储能电源系统奠定坚实技术基础。
  1、高功率型超级电容器单体制备技术
  (1)超级电容器电极片一致性的生产工艺控制;
  (2)超级电容器单体电极尺寸、内部电极组合结构的优化调整;
  (3)超级电容器单体卷芯除水除氧和产品封装工艺控制。
  2、超级电容器电解液体系的研究与开发
  (1)环状高电导宽电位窗口电解液体系的研究与开发;
  (2)凝胶及固体电解质体系的研究与开发;
  (3)相关超级电容器电解质及电解液规模化生产工艺研究与开发。
  3、支持高功率大容量关键电极材料的研制与电容器正负电极匹配研究
  (1)活性炭微球拓孔活化技术及添加剂修饰改性研究与开发;
  (2)适用于超级电容器电极使用的插嵌型类石墨电极材料的研究与开发;
  (3)高比容量大功率电场活化型对称/不对称电容器的研究与开发;
  (4)超级电容器电极设计与结构优化的匹配特性的研究与开发。
  4、超级电容器模组的集成和模组系统结构的设计
  (1)超级电容器模组动态冗余及智能均压技术的研究;
  (2)超级电容器模组大功率升压技术的研究;
  (3)人工生命理论、并行控制技术在模组控制结构中的应用;
  (4)超级电容器模组与蓄电池集成的逻辑控制电路设计。

  六、承担课题:电化学电容器系统开发研究,2012AA110302(国家科技部)、混合电动汽车用超级电容器关键技术,2011220022(辽宁省科技厅)、超级电容器用高性能有机电解液的开发与应用,LS2010001(辽宁省教育厅)、离子液体与极性溶剂间相互作用规律的研究,21003081(国家自然科学基金)、新型离子液体合成,性质及其在超级电容器中应用的研究,2009S003(辽宁省教育厅)、新型大容量高储能密度超级电容器开发,08A1B14(锦州市科技局)。

七、主要成果:
  1、专利
  [1]一种超级电容器有机电解质螺环季铵盐的制备方法(CN 102070651A)
  [2]一种超级电容器有机电解质氧杂螺环季铵盐的制备方法(CN 102093367A)
  [3]一种非对称N,N’-1,4-二烷基三乙烯二铵四氟硼酸盐的制备方法(ZL200810012133.5)
  [4] 一种对称N,N’-1,4-二烷基三乙烯二铵四氟硼酸盐的制备方法(ZL 200810012134.X)
  [5]一种混合型离子液体电解质及其制备方法和应用(CN 201010616635)
  2、获奖
  “不对称双电层超级电容器”获2010年度锦州市科技进步一等奖和2011年度辽宁省科技进步三等奖

  3、论文
  在Electrochimica Acta; Journal of Physical Chemistry B;  Electrochemistry Communications;  Journal of Solid State Electrochemistry; Electrochemical and Solid-State Letters; Polymer; 化学学报;高等学校化学学报;有机化学等国内外刊物上发表学术论文四十余篇。

  4、专著
  何铁石等,《超级电容器制备与应用》,原子能出版社,2011年

  八、联系方式
  通讯地址:
  辽宁省锦州市松山新区科技路19号 渤海大学新能源学院
  邮编:121013
  电话:0416-3400708
  电子邮箱:bdxnyxy@163.com
 

[打印本页]







渤海大学 电话:(086)0416-3400015 E-mail:webmaster@bhu.edu.cn 校园黄页
松山校区:锦州市松山新区科技路19号 邮编:121013
滨海校区:锦州经济技术开发区(滨海新区)金山大街20号 邮编:121007
Bohai University Copyright 辽ICP备06006661号 辽公网安备 21078302000027号