因為中國混合動力客車對超級電容器的需求發(fā)生了變化,超級電容器的市場領導者麥克斯韋技術公司的地位出現(xiàn)了暫時的動搖。
它現(xiàn)在面對的最強大的革新者正在銷售大型超級電容器組給電網(wǎng)管理和大型工程車輛的能量收集領域的供應商。雖然最近有很多超級電容器公司被迫關門或被收購,但新進制造商Ioxus的業(yè)務增長率達到了100%,而另一家公司Nippon Chemicon的增長還要更快。
什么是超級電容?
超級電容器是建立在德國物理學家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎上的一種全新的電容器。眾所周知,插入電解質溶液中的金屬電極表面與液面兩側會出現(xiàn)符號相反的過剩電荷,從而使相間產(chǎn)生電位差。那么,如果在電解液中同時插入兩個電極,并在其間施加一個小于電解質溶液分解電壓的電壓,這時電解液中的正、負離子在電場的作用下會迅速向兩極運動,并分別在兩上電極的表面形成緊密的電荷層,即雙電層,它所形成的雙電層和傳統(tǒng)電容器中的電介質在電場作用下產(chǎn)生的極化電荷相似,從而產(chǎn)生電容效應,緊密的雙電層近似于平板電容器,但是,由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離更小得多,因而具有比普通電容器更大的容量。
雙電層電容器與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大,因此,可在無負載電阻情況下直接充電,如果出現(xiàn)過電壓充電的情況,雙電層電容器將會開路而不致?lián)p壞器件,這一特點與鋁電解電容器的過電壓擊穿不同。同時,雙電層電容器與可充電電池相比,可進行不限流充電,且充電次數(shù)可達10E6次以上,因此雙電層電容不但具有電容的特性,同時也具有電池特性,是一種介于電池和電容之間的新型特殊元器件。
當下發(fā)展
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示未來十年內(nèi)超級電容器的增長率將達到30%。越來越多的制造商將取得訂單。
超級電容器在拓展新的應用領域時有一個明確的路線圖。加州大學戴維斯分校的Burke教授認為,本田和馬自達公司開始在其傳統(tǒng)和混合動力汽車上采用超級電容器將迫使其他廠家采用更優(yōu)化的以超級電容器為中心的方案來設計和提高可靠性和性能。他認為,目前被看好的鋰離子電池和超級電容器之間的能量密度的差值其實遠小于之前的理論值,因為在混合動力模式下,動力總成設計者僅使用電池容量的5-10%,以完成快速充/放電。
人們都想儲存很多能量,但這并不是最佳的方式。事實上,Burke在自己的混合動力汽車上進行過轉換,并進行了廣泛的研究,他發(fā)現(xiàn)可以采用更小的超級電容器來滿足混合動力車的需要。
許多汽車制造商正在針對下一代混合動力車評估超級電容器,繼中國客車制造商的實踐之后,德國的MAN客車、豐田的一級方程式賽車,雅力士概念車和其他混合動力電動汽車都在考慮采用超級電容器代替鋰離子電池。
另外,目前還有一種趨勢,就是在傳統(tǒng)汽車的起停系統(tǒng)和能量收集發(fā)電機系統(tǒng)中采用超級電容器,使之可以運行在低溫和嚴苛的工作周期中。Burke教授認為,在電動汽車中采納超級電容器,終有一天會出現(xiàn)跳躍式發(fā)展,但對他來說,“這需要一個漫長的過程”。
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