高能鎳碳超級(jí)電容器研發(fā)試驗(yàn)

2010年，天津市政府引進(jìn)中國(guó)工程院院士周國(guó)泰領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，開發(fā)新型動(dòng)力電源產(chǎn)品，在解放軍軍事交通學(xué)院建成超級(jí)電容實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過刻苦攻關(guān)，在已有基礎(chǔ)上，取得了純電動(dòng)車動(dòng)力電源領(lǐng)域的重大突破。周國(guó)泰院士及團(tuán)隊(duì)采取綜合性能平衡設(shè)計(jì)思路，提出了一種"內(nèi)并式"超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)方案，將活性碳材料引入鎳氫電池負(fù)極，使超級(jí)電容器與電池結(jié)合為一體，開發(fā)出高能鎳碳超級(jí)電容器并已完成中試。

為探索高能鎳碳超級(jí)電容器產(chǎn)品在新能源汽車上的適應(yīng)性，天津市組織了整車搭載測(cè)試，周國(guó)泰院士團(tuán)隊(duì)與南車集團(tuán)合作開發(fā)了高能鎳碳超級(jí)電容純電動(dòng)大客車，與天津一汽夏利公司和天津松正電動(dòng)汽車公司合作開發(fā)了高能鎳碳超級(jí)電容轎車，同時(shí)還在純電動(dòng)中巴車、電動(dòng)自行車、便攜式紅光輻照儀上配裝試用。

高能鎳碳超級(jí)電容器是一種軍民兩用的新型動(dòng)力電源?？山鉀Q電動(dòng)汽車動(dòng)力問題，還可在水面艦艇、潛艇、新型飛機(jī)、導(dǎo)彈以及航天領(lǐng)域中應(yīng)用。該產(chǎn)品的研發(fā)成功將會(huì)對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來深刻影響。這一產(chǎn)品集鎳氫電池能量密度和電容器功率密度優(yōu)勢(shì)于一身，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，循環(huán)壽命達(dá)5萬(wàn)次以上，搭載該電容器的智能搬運(yùn)車實(shí)際充放電次數(shù)達(dá)1萬(wàn)次以上，使用溫度范圍從零下40攝氏度至零上70攝氏度。產(chǎn)品整車搭載測(cè)試結(jié)果顯示:該超級(jí)電容的特性在純電動(dòng)車輛上得到充分體現(xiàn)，在保證一定續(xù)駛里程的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)大電流快速充電和超長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命。

其奧秘在于采取了綜合性能平衡設(shè)計(jì)思路，巧妙地將活性碳材料引入鎳氫電池負(fù)極，即一個(gè)電極采用電極活性碳電極，而另一個(gè)電極采用電容電極材料或電池電極，實(shí)現(xiàn)了普通超級(jí)電容器與電池結(jié)合為一體，從而兼有一般超級(jí)電容器和蓄電池的優(yōu)異性能。

超級(jí)電容器，充滿電后用射釘槍打，使其短路，任何反應(yīng)都沒有;放在火上燒，即使不銹鋼外殼燒紅，也不會(huì)發(fā)生爆炸。

超級(jí)電容器，可用1500A，甚至3000A的大電流充電，單塊充滿電只要幾秒鐘，上百塊串聯(lián)在一起充電，6分鐘可達(dá)90%以上。

可達(dá) 300W/KG~5000W/KG ，相當(dāng)于電池的 5~10 倍。

能量轉(zhuǎn)換過程損失小，大電流能量循環(huán)效率 ≥ 90%。

可在攝氏零下 30 ℃ 的環(huán)境中工作。

超級(jí)電容器，可大電流充電，瞬間大電流放電，效果理想，充放電可達(dá)5萬(wàn)-50萬(wàn)次，而充放電的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是5萬(wàn)次。就說在淄博那次試驗(yàn)，公交車裝上超級(jí)電容器充電后，乘坐滿員，上了高速路，時(shí)速120公里，一次充電跑了210公里。使用超級(jí)電容器的小轎車，瞬間可大提速，時(shí)速可達(dá)130公里。

以鋰離子電池為例，與超級(jí)電容器比，鋰離子電池成本7萬(wàn)元，充電2000次，每充電1次按行駛100公里算，20萬(wàn)公里就要更換電池;超級(jí)電容器，也按充電1次行駛100公里算，可充電5萬(wàn)次，甚至可達(dá)10萬(wàn)次、50萬(wàn)次，超級(jí)電容器的價(jià)格不高于鋰離子電池。超級(jí)電容器回收后，對(duì)材料再激活處理后還可以使用。綜合成本將會(huì)大大降低。 價(jià)格實(shí)惠，大概是普通鋰電池的十分之一。