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鋰電+超容 共同驅動能源未來

鉅大LARGE  |  點擊量:1260次  |  2019年03月04日  

超級電容當前在交通運輸、風力發(fā)電、不間斷電源等領域得到了廣泛應用,其在中國較為廣泛的應用來自城市混合動力汽車啟停能量回收系統(tǒng)。作為全球最大超級電容器制造商Maxwell公司的首席技術執(zhí)行官,MikeEverett認為超級電容器能夠迅速捕獲過剩的電能,并在峰值需求階段提供電源,且可為鋰離子電源、燃料電池等主電源提供功率補償,因而迅速得到了市場的認可。

和競爭對手大多采用濕法電極制造工藝不同,Maxwell采用的是干電極工藝,這是一種僅通過干混活性碳粉和粘合劑加工成電極的技術,據稱在穩(wěn)定性、抗震性、壽命和成本等方面都更為出色。Everett解釋說,在制作電極的過程中,濕電極技術除了需要活性碳粉和粘合劑外,還需加入液態(tài)溶劑并對其進行干化處理。這意味著和干電極技術相比,濕電極技術工序更多,且有額外的生產成本。此外,烘干處理很難將溶劑徹底去除,會導致超容在工作過程中產生額外物質,影響電極和電解質的性能,反應產生的氣體也會加速超容的老化。

從技術上看,超級電容與鋰電池有各自的性能特點。電池中進行的是化學反應,超級電容則是物理反應,它最大的優(yōu)勢在于可以快速的捕捉和釋放能源,速度遠遠高于電池,而且可以反復使用上百萬次,壽命長達十年。隨著全球對能源需求的日趨緊迫,以及對排放標準的日趨苛刻,Maxwell公司中國區(qū)總經理陳寧認為,未來將鋰電池與超級電容組合使用的應用將成為市場主流。

例如在典型的汽車啟停應用中,超級電容器負責提供大部分啟動電流,啟動過程中超級電容能穩(wěn)定板網電路,電容器和電池結合(UBAT)可將電壓穩(wěn)定在不低于12V的水平,而如果單獨使用電池,啟動過程中電壓將下降到11V以下。由于車輛需要反復啟動,電容器和電池結合的電壓保持能力將比單純使用鋰離子電池出色得多,自然延長了電池的使用壽命,包括壽命即將終止的電池。

但不同的應用場合,對于超級電容器的具體需求各不相同。在混合動力汽車中,一般要求電容器模塊具有超大功率密度、長壽命等性能;而對于純電動汽車,超級電容的安全性可能會是首要考慮因素。那么,如何在超容產品設計上體現出差異性?在此前的采訪中,該公司首席運營官JohnWarwick曾回應稱,Maxwell在設計超級電容單體時首先會考慮通用性,并且要確保高可靠性。在利用單體組成模塊之后,就必須要根據不同的應用做出調整,比如有些需要防震性能出色,有些需要可循環(huán)次數最多,有些對電源管理和散熱管理提出了更加嚴格的要求,這些特性是通過不同的模塊設計體現的。公司今后會在單體領域中,逐步根據不同規(guī)模的應用,在一些比較特定的領域中做一些定制化的產品。

今年6月,Maxwell推出了2.85V/3400F超級電容器單體,它采用行業(yè)標準60mm圓柱外形,具備更大功率(14KW/kg與12KW/kg)和更多存儲能量(3.84Wh與3.04Wh)。此外,考慮到國內公交車行駛路面狀況的差異性較大,Maxwell還專門推出了被稱作DuraBlue的抗沖擊與振動技術。官方資料顯示,與同類競爭產品相比,DuraBlue技術可將超容抗振動和抗沖擊性能分別提高近3倍和4倍。

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