充电比加油还快 超级电容+锂电池或将是新能源革命的里程碑
儿时常把电路板上的电容称作“小电池”,其实,真的有一种电容可以当电池用,这便是超级电容。
超级电容具有电池的储能特性,又有电容的高速充放电特性,如此全面的性能,相信大家会问:为什么不用到车上?其实,超级电容已经渗透进了汽车产业,只是还需解决实用性的问题。今天,我们就来说说超级电容在汽车领域的应用和前景。
30秒“随用随充”
莫斯科的超级电容公交车,充电一次可行驶20公里;日本的超级电容自行车,充电20秒可行驶20公里;株洲下线的世界首列超级电容轻轨列车,停站30秒内可充满电。随用随充的设计利用了超级电容的高速充放电特性,同时,超高的循环次数保证了电池的可靠性。但我们注意到,这些车充电频率很高,这是由于超级电容的能量密度只有普通蓄电池的五分之一,同时它的成本高昂,所以,单独用它作为动力源有一定的局限性。
榴莲跨界超级电容
据外媒报道,近日悉尼大学的Gomes发布了一篇论文,提到利用榴莲和菠萝蜜来制造更高效、更快速的超级电容。Gomes及其团队称,利用天然的生物多隙结构,这种超级电容除了具有多次循环、快速充放电等特点,还能大幅降低生产成本,同时,生物废料的增值再利用也契合了环保和可持续发展的要求。不管怎么说,这样“两全其美”的研究思路,或许指引了超级电容器提升性能、降低成本的全新方向。
取长补短,双电混动
作为全球最大的超级电容公司,Maxwell与多家车企都有合作。截止2018年,全球有超过610万辆汽车在使用这家公司的超级电容,包括凯迪拉克、吉利和标致等车企都使用了Maxwell的相关技术。除了参与传统混动系统合作,其实Maxwell公司一直在推动锂电池加超级电容的混合使用。超级电容器与电池联用,能够实现快速响应并延长电池使用寿命。
2019年,特斯拉收购了Maxwell,并采用干电极+超级电容方式研发新电池,从而优化自己的电池性能。在今年4月20日“电池日”,特斯拉大概率会宣布两款锂电池和超级电容产品,它们极有可能是特斯拉新“混动”电池的重要组成。
我们正在经历汽车由传统能源向新能源过渡的革命,“超级电容+锂电池”的商用,可能是这场革命的里程碑。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量的。与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程,性能十分稳定,故而安全系数高、低温性能好、寿命长且免维护。超级电容器的核心元件是电极,电极的制造工艺目前分为干电极与湿电极两种技术。干电极技术是仅通过干混活性碳粉和粘合剂加工成电极。湿电极技术在制作电极的过程中,除了活性碳粉和粘合剂还需加入液态的溶剂。由于液态溶剂会影响超级电容器的工作性能,因此还需使用烘箱对其进行干化处理,将溶剂从电极中去除。这意味和干电极技术相比,湿电极技术工序更长,而且有额外的生产成本。另外,烘干处理很难将溶剂彻底去除。在超级电容器工作过程中,溶剂杂质会发生反应产生额外物质,影响电极和电解质的性能。而反应产生的气体更会加速超级电容器的老化。因此,采用湿电极技术的超级电容器相对寿命较短,可靠性低,稳定性差。在中国,超级电容器最为广泛的应用就是城市混合动力客车制动能量回收系统。据统计,目前Maxwell在中国超容混合动力客车的保有量已超过一万辆,宇通,金龙、金旅、海格、南车等国内知名的十多家车企都已将超容成功应用于新能源汽车上,节能减排,省油环保效果卓著。可以说Maxwell超级电容器对中国混合动力客车市场的兴荣发展起到了积极推动的作用。
超级电容器(ultracapacitors)是一种介于普通电容器和电池之间的电化学储能器件。电动道路车辆用电容器分为能量型电容器和功率型电容器。其中,能量型超级电容器是以高比能量为特点,主要用于高能量输入、输出的电容器;功率型超级电容器是以高比功率为特点,主要用于瞬间高功率输人、输出的电容器。
新能源汽车超级电容器的型号规定如图所示,标准中规定,UC代表超级电容器,P代表功率型电容器,E代表能量型电容器,F代表方形单体电容器,Y代表圆柱形单体电容器。
把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板,电压加载到2个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器。1,辅助启动,功率补偿,bai可以很好地解决低温启动du,以及改善车载zhi电器用电性能;2,燃油车做启停系统;dao3,新能源汽车能量回收系统以及功率补偿保护电池;4,混合动力汽车做储能单元。望采纳谢谢