鉅大LARGE | 點擊量：914次 | 2020年07月08日
混合超級電容可望實現(xiàn)電池技術(shù)快速發(fā)展？
日前公布了一種重大的電池結(jié)構(gòu)改良，將有助于縮減半導(dǎo)體和電池技術(shù)之間的差距──傳統(tǒng)電池技術(shù)由于必須依賴無法改變的化學(xué)反應(yīng)，成長腳步一直落后于半導(dǎo)體。
與采用主電池儲能的方式不同，他們僅根據(jù)個別設(shè)備的需求，分別饋送少量電能給這些設(shè)備－－這種嶄新的混合式電容器/電池僅針對鄰近設(shè)備的當(dāng)前電能用量儲存足夠使用的能量。IoxusInc.表示，通過含義一種全新的分布式能源架構(gòu)(distributed-energyarchitecture)，該公司已經(jīng)解決了電池問題。
在許多應(yīng)用中，我們的混合型超電容器(hybridultra-capacitors)都優(yōu)于傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)，Ioxus聯(lián)合創(chuàng)辦人兼副總裁ChadHall說。當(dāng)你要少量或后備電源，我們便能供應(yīng)可滿足這些需求的解決方法，而且完全沒有使用傳統(tǒng)電池時會遇到的問題。
傳統(tǒng)架構(gòu)的超級電容(雙層電容)原理圖
該技術(shù)的適用領(lǐng)域包含了從簡單到極復(fù)雜的應(yīng)用。舉例來說，一個簡單的手電筒，只要用混合超電容器，就能在短短20秒內(nèi)充飽可用2小時的電量。而一個復(fù)雜的汽車再生剎車系統(tǒng)(regenerativebrakingsystem)也能改用混合超電容器，在每次剎車和停下來時進(jìn)行充電，而后，當(dāng)你踩下油門便可重新啟動汽車──這可望消除所有因汽車的停止和啟動所造成的污染。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在汽車應(yīng)用中，這種混合電容器能夠以更具成本效益的方法，嵌入在汽車的各個不同應(yīng)用中，它能夠儲存較少量的能源，為汽車的供電指示LED燈、車載電腦、電動汽車窗、電動門鎖以及安全系統(tǒng)供應(yīng)所需電力。而當(dāng)汽車的主電池完全失效時，所有由混合式超級電容器供應(yīng)電力的系統(tǒng)仍能順利運作。此外，Ioxus公司也估計，若電動汽車采用這種分布式的混合式超級電容器，來取代原有單一大型集中式電池的設(shè)計，將能減少約20～30磅(約9～14KG)的重量。
市場上也有少數(shù)其他廠商聲稱擁有類似于Ioxus的混合動力超電容器，但這些產(chǎn)品都缺乏Ioxus的獨特整合特性。例如，EvansCapacitorCo.公司推出了具備更高電壓的低能量混合電容器，但與Ioxus的混合型超電容器相比，它更類似于一種獨立型超電容器。而JMEnergyCorp.公司也開發(fā)了鋰離子電容器，但同樣的，與Ioxus的混合型超電容器相比，它更像是一個鋰離子電池。Ioxus也強調(diào)，該公司擁有的知識產(chǎn)權(quán)，使其產(chǎn)品的運作效能更優(yōu)于Evan和JMEnergy的產(chǎn)品。
混合式超級電容器如何工作？
Ioxus的混合型超電容器結(jié)合了一種在分隔的絕緣板上累積電荷的電容器架構(gòu)，以及化學(xué)儲存的鋰離子電池。這個采用與鋰子電池相同化學(xué)品的混合型超電容器，將這些化學(xué)品分散到固態(tài)電極的表面，而不是將這些化學(xué)品嵌入到多孔電極中──這種緩慢的插入(intercalation)過程是進(jìn)行充放電時所必要的。
因此，Ioxus的混合超電容器可以在幾乎任何速率下進(jìn)行充電和放電，這使其能夠依照應(yīng)用所需，去耗盡及釋出大量或微小的電流。只有一個缺點：它們無法儲存像傳統(tǒng)電池那樣多的電量，而且無法長久儲存，不過，分布式架構(gòu)可以補償這些缺陷，Ioxus表示。
內(nèi)置鋰離子電池的Ioxus混合超電容器采用分布式儲存架構(gòu)，其運作效能甚至比該技術(shù)本身更加優(yōu)良
混合電容器可用來添加在要供給能源的地方，Hall說。他們能儲存比單一型超電容器更多的能量，而且，與鋰離子電池相比，它可承受幾乎無限量的充放電循環(huán)次數(shù)。
混合型超電容器無法儲存和鋰離子電池相同多的電量，但它們可儲存的電量大約會比單一型超電容器多出一倍，再加上幾乎無限次數(shù)的充/放電循環(huán)特性。大部份的鋰離子電池僅有數(shù)百次的充/放電周期，而一些強調(diào)長效應(yīng)用的版本，其充/放電次數(shù)也局限在數(shù)千次。但混合型超電容器的充/放電次數(shù)通常是其產(chǎn)品壽命的好幾倍－－Ioxus的測試顯示其產(chǎn)品充放電過期可超過2萬次。
混合型超電容器還可供應(yīng)比當(dāng)前最強大的電池更高的即時啟動電源──高達(dá)每千克5kW，其他更高價的電池可能僅能達(dá)到3kW/kg。Ioxus還聲稱，其混合型超電容器的能源效率可達(dá)95%，而最好的鋰離子電池則僅有70%。
