超级电容车与纯电动公交车适用条件分析

第六届中国智能交通年会暨第七届国际节能与

新能源汽车创新发展论坛优秀论文集（新能源汽车）

超级电容车与纯电动公交车适用条件分析

彭庆艳，康磊

（上海市城市建设设计研究院，上海２００１２５）

摘要：超级电容车、纯电动公交车作为低碳交通发展趋势，目前已开始运用于城市公交中。本文总结了现有案例的车辆性能、设施配套及运行情况，分析了在中心

区内部公交、组团之间联系不同功能的公交，在不同的交通条件、发车频率、公交站距

情况下，超级电容车、蓄电池公交车的适用条件。

关键词：超级电容车；纯电动公交车；适用条件

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＡｐｐｌｉｃａｂｌｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ

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１清洁能源公共汽车发展现状

１．１低碳公交

城市交通所消耗的能源及产生的碳排放占总城市总量的三成以上，优先发展公共交通作为我国的交通策略之一，已成为缓解城市交通拥堵、节能减排的主要手段。在公共交通组成中，地铁、有轨电车使用电作为能源，能够实现零排的要求，缺点是建设代价高，站点覆盖率低；常规公交具有费用低、运行更灵活的优点，如何改善常规公交的能源方式，是“低碳交通’’更为关注的问题。

综合／Ｃ｝蔓ＡＰｌ一．Ｅ聚《～１．２现有清洁能源公交车辆

公交车辆的新能源技术，包括天然气、二甲醚、混合动力、燃料电池、蓄电池、超级电容等Ⅲ。目前北京、上海、广州等大中城市已经将多种新能源车辆应用于在运行的公交线路中。特别是在奥运会、世博会之后，电动公交车逐渐成为主要的发展趋势。

１．３常规公交构成

从车型角度，常规公共汽车有小型、中型、大型、特大型（铰接）、双层公共汽车圈。从服务对象，常规公交有对外公交、内部公交；从运行路线，有固定线路和非固定线路；从运行区域，有城区公交和区域公交。

２超级电容车应用现状

２?１案例分析

上海市由“老西门一老西门’’环游老城区运行的１１路，是首条超级电容公交商业示范线。设站１０处，线路长５．２ｋｉｎ，２００６年８月开始运行，目前拥有１７辆车。

２０１０年上海世博会浦东园区内部的世博大道线，设站１２处，单向线路长２．３ｋｉｎ，先后投用超级电容车６１辆，运送客流３６４２万人次ｎ

图１上海公交ＩＩ路超级电容车图２世博大道线超级电容车

上，号世－岢／石Ｚ－心尬，．４发．的超级电容车中，２５辆转入公交２６路、８辆加盟公交１１路，剩余车辆将在浦明路（世博大道线）继续运行，或投放至香港公交。

２?２车辆性能与场站

２．２．１车辆性能

超级电容公交车具有“零’’排放、高效率、低噪音的优点。车载的超级电容具有大电流快速充放电特性，提供很大的瞬时放电功率，具有循环寿命长、工作电压和温度范围宽（一４０。Ｃ至＋６ｏ℃）、电能回收等优点。

车内电传动系统采用交流传动，牵引电机结构简单、重量轻，维护量小，可靠性高，同时具有良好的牵引特性，充分满足车辆的运行需要，具有再生制动功能，在下坡或减速时，可实现能

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量回收，降低机械制动垫片产生的粉尘污染，减少压缩机的使用与电能消耗，降低车辆运行噪声。

表１上海世博会超级电容车车辆参数表

整车型号ＳＷＢ６１２１ＳＣ

整车质量（ｋｇ）１８０００

车辆尺寸（１ＸＷＸｈ，ｍｍ）１１９８０×２５５０×３７００（包括集电弓）

加速时间（ｓ）１８．８

最高速度（ｋｉｎ／ｈ）≥５０

最大爬坡度（％）≥２０

百公里耗电量（ｋＷｈ／１００ｋｍ）≤１２０

一次充电续驶里程（ｋｉｎ）９Ｅ

ｕ?Ｌ，

耐久性（使用寿命）８年

表２上海世博会超级电容车动力系统参数表

超级电容系统类型ＵＣＥｌ５Ｖ８００００Ａ

充电时间（ｓ）３０～１８０

总重量（ｋｇ）１５０００

工作温度（℃）一２０～４５

２．２．２配套场站

需在中途站和停车场配套自动快速充电站（也称智能充电站），在线路一定距离内配套整流站。

中途站充电站停车场充电站

图３

２?３存在的主要问题

超级电容车具有迅速大量充电，运行成本低等优点，但也遇到了问题：

综合／Ｃ｝蔓ＡＰ鼍、ＥＲ４

图４超级电容车整流站

（１）车站充电时间长，有时上下客完毕还需停车充电，充电频繁，线路运行速度低，早晚高峰乘客抱怨多。若不及时充电，车辆会直接锁死，“重启’’费用高（目前上海为５００元）。

（２）车站充电时应对复杂路况能力不足。车站处若停留车较多，电容车无法进站充电；停车位置需要准确，以便充电伸缩架能和充电网接上；有时充电站下有堆物也无法充电；由于车辆较普通车辆高２０ｃｍ，进出站时会擦碰到线网附近的大树；有的站台较短，不利于车辆进出；

（３）恶劣天气运行保障低。遇到打雷，为保证安全，不能在乘客上下车的时候充电；高温天气易出现电容器温度过高等问题，需要设法降温。

（４）车辆成本高。目前一辆超级电容车的造价为８０万元（上海公交１１路）、１５０万元（世博豪华型款式），比普通车辆高１倍。

２?４适用条件

（１）线路长度

线路与站点固定的公交线路，线路长度不宜大于１２ｋｉｎ；或是线路长度小于２ｋｉｎ的短途大客流的接驳公交、小区公交；机场、码头、展览中心等专线客运系统［３］。

（２）站距与发车频率

站距较小，５００～８００ｍ左右；发车频率较高，３～１５ｍｉｎ。也可多条线路共用充电站，充电架的数量需根据车站总服务车辆数确定。

（３）交通状况

客流量较大的老城区或是中心城区，交通较为拥堵，站点乘客上下客多，停站时间长。

３纯电动公交车应用现状

３?１案例分析

北京公交１２１路是我国最早的纯电动公交线。设站２０处，线路长１２．８ｋｉｎ，２００５年６月开始运行，先后投放车辆１９辆。目前纯电动公交已停止运行，取而代之的是福田欧Ｖ混合动力公交车。

２００８年北京奥运会期间投入了５ｏ部纯电动公交车，在奥运村、媒体村、北部赛区等核心

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区域２４小时不问断运行，为国际奥委会官员、各国运动员和媒体记者等提供出行服务。

奥运会后，这批车先投放３ｏ辆至奥运公交专线１路，投放２０辆至长安街上的观光５号线；２０１０年２月投放１５辆车至公交８１路，投放３５辆至公交８４路，运营至今。其中８４路北起北土城站，南至北京南站，设站２１处，单向长度２６ｋｉｎ，运行时间约７０ｍｉｎ。

２０１０年上海世博会园区内部的越江线，设站１１处，单向线路长１４ｋｉｎ，共投用纯电动车１２０辆，累计运送客流５２８１万人次。上海公交２０路、２８路、６０４路、８２５路也是采用纯电动车。

图５世博越江线纯电动车图６上海公交８２５路电池一电容混合动力车

３?２车辆性能与场站

３．２．１车辆性能

上海世博纯电动公交车是由上海汽车下属商用车技术中心研发，由申沃客车生产的零排放低人口公交车。该车动力系统采用交流异步电动机和与之相配套的电机控制器，主电源采用锂动力电池，并带有自动检测功能的能量管理系统，使整车具有较好的动力性能，具有起动力矩大、效率高、工作安全可靠等优点。

表３上海世博会纯电动车参数表

整车型号ＳＷＢ６１２１ＥＶ

整车质量（ｋｇ）１３９００

车辆尺寸（１×ＷＸｈ，ｍｍ）１１９８０×２５５０×３１６０

加速时间（ｓ）≤２５

最高速度（ｋｍ／ｈ）≥７０

最大爬坡度（％）≥２０（满载）

百公里耗电量（ｋＷｈ／１００ｋｍ）１００

城市工况一次充电续驶里程（满载全负荷）（ｋｍ）≥８０

耐久性（使用寿命）８年

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表４上海世博会纯电动车动力系统参数表

动力电池系统类型锰酸锂ＳＰＩＭ２３３００２６０磷酸铁锂ＷＸｌ２１３２１５总重量（ｋｇ）１７００（不含外箱１６７０ｋｇ）２０５０

充电时间（ｈ）３３

充电：０＂－－－－－４５工作温度（℃）一２０～５０

放电：一１０＂－－－－４５３．２．２配套站场

需配套专门的充电站和维修站，停车场可与普通公交共用。

世博园内白莲泾纯电动公交车运营保障站，设有纯电动公交车专用充电站厂房、维修厂房、检修厂房和综合办公房各１幢，以及可停放１２０辆纯电动客车的场地。

纯电动公交车充电站通过专用充电架和快换电池专用机器人，可为纯电动公交车的电池进行快换充电。专用维修厂房和检修厂房可同时为２辆纯电动公交车进行维修和整车充电，并可为２辆纯电动公交车进行日常的检查、维护和保养。检修厂房内设有办公室、备件库及休息室等。

世博充电站厂房面积３４００ｍ２，备用电池及存储架数量１１２套，快速更换设备数量８套，充电机数量３９２套（９ｋＷ）、１１２套（３ｏｋＷ），变配电设备４×２０００ｋＶＡ、１×８００ｋＶＡ。

图７世博纯电动车充电站内、外部情况

奥运会和北京８４路电动车充电站均占地５０００ｍ２，分别位于奥运村一角和北土城站，操作区域可同时为２台１２ｍ的电动客车换电池。

图８北京北土城站电动车充电站

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３?３存在的主要问题

纯电动公交车具有运行成本低、速度高等优点，但也遇到了问题：

（１）充电站占地大。充电站需要５０００ｍ２以上面积，在中心城区用地紧张的情况下难以找到合适用地。

（２）电池寿命短，报废速度快，费用高。一块公交车用锂电池通常在４０万～６０万元，而使用寿命仅４年左右，有的实际只有２年。

（３）续驶里程短。一天１００多公里的续驶里程，使得中间必须更换电池，一方面换电池需要ｌＯｍｉｎ以上的时间，另一方面还要购买备用电池，更增加了费用。

３?４适用条件

（１）线路与站点固定或不固定的公交线路。

（２）线路长度较长；站距较大，发车频率较低的郊区线路或组团城市各组团之间的连接线。

（３）小城市，交通不拥堵的路况。

（４）长大隧道、桥梁，布设超级电容车中途充电站困难的电车线路。

４上海嘉定新城的应用研究

嘉定新城由嘉定主城区、安亭、南翔３个组团组成，规划人口８０万，组团之间间距１Ｏ～２０ｋｍ。嘉定区公交体系分为轨道交通、快速公交（ＢＲＴ）、常规公交、出租车四种模式和层次，常规公交线网依据服务于不同距离的出行，可分为跨区（或组团）公交线网、区（或组团）问公交线网和区（或组团）内公交线网三个层次。

选择嘉定新城主城中心区内部公交环路采用超级电容车，线路全长约ｌｌｋｍ，设站１５处；选择安亭组团至嘉定主城的嘉安２线与安亭组团至南翔组团的嘉定７路采用纯电动公交车，线路全长分别为１４ｋｍ、１８ｋｍ；在安亭汽车城规划１处充电站，初期面积５０００ｍ２，供３０～５０辆纯电动车用。

参考文献

［１］何蔼．新能源技术在上海公交客车上的应用［Ｊ］．城市车辆，２００９（１２）

Ｅ２３城市公共交通分类标准．ＣＪＪ／Ｔ１１４—２００７

［３］华黎．超级电容公交车系统的原理和商业模式探索［Ｊ］．能源技术，２００８（６）

电动公交车应用的可行性分析报告

驻马店市纯电动公交车运营可行性分析报告项目名称：驻马店市公共交通纯电动公交车运营申报单位：河南银泰新能源公共交通有限责任公司 2012-7-15

目录一、总论·1 二、立项的目的和意义·1 三、国内大中城市电动公交车应用现状及趋势·1 四、电动公交车制造商基本情况·2 （一）、重庆恒通电动公交车基本情况·2 1、车型及主要配置情况·2 2、技术优势及条件·5 （二）、东风扬子江电动公交车基本情况·6 1、车型及主要配置情况·5 2、技术优势及条件·7 （三）、山东沂星电动公交车基本情况·7 技术优势及条件·7 （四）、珠海银通电动公交车基本情况·8 1、车型及主要配置情况·8 2、技术优势及条件·8 五、驻马店应用电动公交车的环境分析·9 1、国家政策环境·9 2、社会文化环境·10 3、自然环境分析·10 六、驻马店应用电动公交车的经济性分析·10

1、车辆购置成本比较·10 2、电动公交车对公交运营方式的影响·12 七、驻马店应用电动公交车的安全性分析·12 八、驻马店应用电动公交车可行性分析结论·13 1、分析结论·13 2、可能存在的问题及建议·13

一、总论：纯电动公交车作为公共交通工具的创新形式，在国内外均有不同程度的应用，但是由于动力电池及电源管理技术的局限性，实践中仍存在着不少问题。根据驻马店市目前的能源结构、政策环境等因素，现就驻马店市纯电动公交车的应用做一可行性分析。二、立项的目的和意义随着公共交通作为城市交通的主流趋势日趋明显，公交车数量的不断增加，对城市自然环境的污染也日益严重。虽然不断采用新技术降低传统公交车的污染物排放，但是依赖石化燃料作为动力的传统公交车，碳排放量根本上无法降低。而且随着石化类燃料供应的日趋紧张，公共交通对石化类燃料的依赖度逐步提高，一旦燃料供应出现问题，对城市公共交通的影响是不言而喻的。纯电动公交车的应用不但可以彻底解决以上问题，而且其噪音低、零污染、乘坐舒适等特点，在目前我市实施“山城田湖”战略的大背景下，对提高城市整体形象，保证城市公交基础服务的可持续发展发挥应有作用。三、国内大中城市电动公交车应用现状及趋势 2010年上海世博会期间，1000多辆各种新能源汽车（含120台纯电动公家车）在世博园区完成了全球规模最大、使用强度最高的示范应用，给参会者以深刻印象，为中国新能源汽车发展提供了良好基础。科技部日前正式致函上海市人民政府，同意建设中国上海电动汽车国际示范城市，上海市嘉定区被指定为电动汽车国际示范区。这是我国首个电动汽车国际示范城市，上海新能源汽车发展迎来了一个重要的战略性发展机遇期。

超级电容器与电池的优缺点对比

超级电容器比电池更好？ ◆ 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。 ◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。 ◆ 超级电容器的荷电状态（SOC）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。 ◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。 ◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。 ◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。 ◆ 超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。超级电容与电池拉平差距的机会? 尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少，但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。相比电池领域，超级电容器的技术过于落后，想要缩小两者在研发方面的差距，首要任务应解决如下问题： ■ 增加超级电容器生产厂商数量，通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发; ■ 扩大高比功率超级电容器的生产规模，实现突破百万件的年生产量; ■将超级电容器当前的制造成本降低50%; ■ 拟定一个超级电容器可持续发展战略，主要针对更高效电极材料的探索。要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度，主要用于在设备的研发和生产两方面。与此同时，政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。 ————鸣曦电子

纯电动公交车运营调查分析

纯电动公交车运营调查分析摘要：本文通过对部分城市运营的纯电动公交车——比亚迪K9的调查，来浅要分析纯电动公交在我国部分城市的运营状况，以及目前形势下我国纯电动公交车市场化面临的瓶颈和亟待解决的问题，并提出解决建议。关键词：纯电动公交运营调查运营分析 Abstract： Based on the operations for pure electric bus data in some cities , the writer want to analyze the development of pure electric bus industry in China, and talk about the bottlenecks and problems to be solved in current situation, finally propose the solutions. Key word: Electric bus Operation research Operation analysis 引言纯电动公交车是以车载电源（充电蓄电池）作为储能方式、用电动机为动力来驱动车轮行驶。近几年来，通过863 计划的逐步实施，我国纯电动汽车的研发能力已经大大提高，技术难点正在被不断攻克，检测手段逐渐增强，整车技术非常接近或者能够达到国际水平，部分技术能够达到国际先进水平。比如双CAN总线控制器网络系统，交流感应电机与永磁电机的全数字四象限矢量控制技术，分布式与网络化电池管理系统，以及智能化高压电安全管理系统等，基本上成为当前国际上最先进的技术。因此，部分专家认为我国纯电动汽车的产业化已经不存在近期难以克服的重大技术问题[1]。同时，有专家认为现今的纯电动汽车技术还存在不少难点疑点，如蓄电池的使用寿命不长而且更换成本高；国产零部件尚未完全过关，关键元器件仍需要进口；低温条件下电池超快充电技术还未得到根本性的解决等[1]。国家863节能与新能源汽车重大项目监理咨询专家组组长王秉刚评价：“去年（2011年）年底我们对新能源汽车试点城市进行了检查，各地完成的情况并不理想。我们发现，一些城市很积极，把充电站建好了，结果发现整车企业要么不具备量产能力、要么电动车的技术水平达不到要求。这进一步表明我们目前面临最关键的工作应该是加快技术研发。” 纯电动公交产业处于导入期：尽管纯电动公交车使用电能，不产生污染，也不会受到油价波动的影响。但是纯电动公交车需要改变自身的动力系统，相对于传统动力公交车而言，纯电动公交车的电机控制成本较高，因为要分摊额外的成本来装配电机和电池。并且，纯电动大型公交车从设计上就有着里程较长、速度较大的需求，这一点带来的影响就是电池容量的增大以及电机功率的提高，对车身带来的直接后果就是加大了其重量，经济成本提高。如果没有政府的鼓励性经济补贴，用户对于购买价格昂贵的纯电动公交车只能是望而却步。这也是我国纯电动公交车产业化的重要瓶颈之一。从目前我国纯电动汽车行业来看，大部分产品仍然集中于短途低速或者旅游区交通等特定领域，同时，我们应当清醒的认识到，纯电动汽车在我国给予的政策支持力度与其他国家相比是比较大的，但是政策效果却不是很理想。根据“863计划”节能与新能源汽车项目组的目标，到2012年，25个示范城市的投入车辆计划目标为73200辆，但是截至2012年1月，各类示范车辆总数才刚超过1.6万辆[3]。这从侧面说明我国纯电动汽车产业仍处于导入期。当然，随着蓄电池技术的进一步开发和纯电动公交车量产能力的进一步提高，会带来电池容量的提高和电机功率的提升，使得经济成本下降，为纯电动公交在城市道路交通系统中的推广奠定有利基础。 K9纯电动公交车运营调查：

超级电容器和电池的区别.doc

超级电容器和电池的区别超级电容器与电池的比较超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。

如何选择超级电容器超级电容器的两个主要应用：高功率脉冲应用和瞬时功率保持。高功率脉冲应用的特征：瞬时流向负载大电流;瞬时功率保持应用的特征：要求持续向负载提供功率，持续时间一般为几秒或几分钟。瞬时功率保持的一个典型应用：断电时磁盘驱动头的复位。不同的应用对超电容的参数要求也是不同的。高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻(R)，而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量(C)。两种计算公式和应用实例 C(F)：超电容的标称容量; R(Ohms)：超电容的标称内阻; ESR(Ohms)：1KZ下等效***电阻; Uwork(V)：在电路中的正常工作电压 Umin(V)：要求器件工作的最小电压; t(s)：在电路中要求的保持时间或脉冲应用中的脉冲持续时间; Udrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降; I(A)：负载电流;

超级电容器在电动车上的应用

中心议题：超级电容器基本原理与传统电容器、电池的区别解决方案：超级电容器在刹车时再生能量回收在启动和爬坡时快速提供大功率电流现在，城市污染气体的排放中，汽车已占了70％以上，世界各国都在寻找汽车代用燃料。由于石油短缺日益严重人们都渐渐认识到开发新型汽车的重要性，即在使用石油和其它能源的同时尽量降低废气的排放。超级电容器功率密度大，充放电时间短，大电流充放电特性好，寿命长，低温特性优于蓄电池，这些优异的性能使它在电动车上有很好的应用前景。在城市市区运行的公交车，其运行线路在20公里以内，以超级电容为唯一能源的电动汽车，一次充电续驶里程可达20公里以上，在城市公交车将会有广阔的应用前景。电动汽车属于新能源汽车，包括纯电动汽车，BEV）、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）三种类型。它集光、机、电、化各学科领域中的最新技术于一体，是汽车、电力拖动、功率电子、智能控制、化学电源、计算机、新能源和新材料等工程技术中最新成果的集成产物。电动汽车与传统汽车在外形上没有什么区别，它们之间的主要区别在于动力驱动系统。电动汽车采用蓄电池组作储能动力源，给电机驱动系统提供电能，驱动电动机，推动车轮前进。虽然电动汽车的爬坡度、时速不及传统汽车，但在行驶过程中不排放污染，热辐射低，噪音小，不消耗汽油，结构简单，使用维修方便，是一种新型交通工具，被誉为“明日之星”，受到世界各国的青睐。超级电容器简介超级电容器又称为电化学电容器，是20世纪年代末出现的一种新产品，电容量高达法拉级。以使用的电极材料来看，目前主要有3种类型：高比表面积碳材料超级电容器、金属氧化物超级电容器、导电聚合物超级电容器。 1基本原理根据电化学电容器储存电能的机理的不同，可以将它分为双电层电容器，EDLC）和赝电容器（Pesudocapaeitor）。碳基材料超级电容器能量储存的机理主要是靠碳表面附近形成

我国纯电动公交车行业发展前景和趋势分析

我国纯电动公交车行业发展前景和趋势分析随着我国“公交优先”战略的持续推行，截止“十二五”末，全国公共汽车保有量要达60万辆，较2010年增长20万辆。公交车市场在未来是一个持续增长的市场。而随着国家启动“十城千辆”新能源汽车推广工程，纯电动公交车以其零污染，低运行成本的特点在公交市场将呈爆发式增长。本文将用影响企业可持续盈利能力的七种力量模型来分析我国纯电动公交车行业的发展前景和趋势。一、纯电动公交车行业产业竞争强度分析在影响企业持续盈利能力的七种力量中，企业所在行业的竞争强度居于核心地位，也就是说一个企业是否发展得好，最大的外部环境因素就是所在行业的竞争强度。纯电动公交车行业属于发展时间不长的新兴行业，其竞争强度应该属于中等或者较弱的水平，总体发展空间较大。具体而言，国内成规模的纯电动公交车生产销售企业主要有比亚迪公司、福田公司、安凯公司和宇通公司，为数不多的竞争对手表明行业竞争强度不大，行业内的各个企业均有较为自由的发展空间。如果该行业中的某些企业能够运用恰当的竞争策略并获得有力的市场地位，企业的盈利应该会很可观。二、纯电动公交车行业替代品威胁分析 1.轨道交通：城市轨道交通是一种依托轨道运行，借助电力驱动，以列车编组方式在城市区域快速行驶的交通工具，是一种现代化的城市公共客运系统。作为城市公共交通系统的一个重要组成部分，目前

城市轨道交通有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车、单轨铁路以及悬浮列车等多种类型，号称“城市交通的主动脉”。它具有速度快、容量大的特性，适用于市内和城郊之间大规模的、集中性的、定点、定时、定向的出行需求，成为现代城市公共客运交通体系的骨干。 2.传统公交车传统公交车也在环保节能方面不断进行着改进，如全铝合金车身可以降低车重，宇通的节能助驾系统，节能的轮胎技术，其中液化天然气汽车是效果最明显的，也是近年来各国大力推广的。总的来说，轨道交通与常规公交是竞争合作关系，两者构成城市公共交通系统的不同层次、不同功能、不同服务水平的整体。液化天然气公交车与燃油车比在环保，经济性，安全性方面都有明显优势，可以作为传统燃油车的替代。但其毕竟还是燃料车，依然存在环境污染，并不能像纯电动公交一样做到零污染。轨道交通可以作为电动公交的补充，而液化天然气公交可以作为燃油车向电动车过渡的一个中间产品，因此，轨道交通和传统公交车都不对纯电动公交车产生威胁。三、纯电动公交车行业潜在进入者的威胁分析传统客车厂家是目前城市公交的主要提供者，在国家大力推动纯电动公交的政策刺激下，这些厂家都摩拳擦掌，意欲进入纯电动大巴市场。这些厂家有完善的销售渠道，先进的整车制造技术，具备做纯电动公交车的先天优势。但纯电动汽车产业有很高的技术壁垒，进入的企业需要掌握动力电池，驱动电机，电池管理系统等核心技术，而突破这些技术壁垒需要投入很大的人力，物力，财力，因此该行业

超级电容器原理及电特性

超级电容器原理及电特性 Principle & Electric characteristics of Ultra capacitor 辽宁工学院陈永真孟丽囡宁武 Chen Yongzhen Liao Ning Institute of Technology 摘要：叙述了超级电容器的基本结构和工作原理，比较全面地介绍了超级电容器的特点和在特定测试条件下的电特性，分析了如较大的ESR、发热等特殊电特性产生的原因，提出一些注意事项。关键词：超级电容器 ESR 放电电流 Abstract:Basic structure & principle of ultra-capacitor are described in this paper. The characteristics about ultra-capacitor and electric characteristics in special measuring conditions are also introduced in detail. Some reasons of special electric characteristics are analyzed, such as big ESR and heat, at last some attentions are also put forward. Key words: ultra-capacitor ESR Discharging current 超级电容器是一种高能量密度的无源储能元件，随着它的问世，如何应用好超级电容器，提高电子线路的性能和研发新的电路、电子线路及应用领域是电力电子技术领域的科技工作者的一个热门课题。 1. 级电容器的原理及结构 1.1 超级电容器结构图一为超级电容器的模型，超级电容器中，多孔化电极采用活性炭粉和活性炭和活性炭纤维，电解液采用有机电解质，如丙烯碳酸脂（propylene carbonate）或高氯酸四乙氨（tetraetry lanmmonium perchlorate）。工作时，在可极化电极和电解质溶液之间界面上形成的双电层中聚集的电容量c由下式确定：其中ε是电解质的介电常数，δ是由电极界面到离子中心的距离，s是电极界面的表面面积。由图中可见，其多孔化电极是使用多孔性的活性碳有极大的表面积在电解液中吸附着电荷，因而将具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量，超级电容器的这一特性是介于传统的电容器与电池之间。电池相较之间，尽管这能量密度是5%或是更少，但是这能量的储存方式，也可以应用在传统电池不足之处与短时高峰值电流之中。这种超级电容器有几点比电池好的特色。图1超级电容器结构框图 1.2 工作原理超级电容器是利用双电层原理的电容器，原理示意图如图2。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 2.3 主要特点由于超级电容器的结构及工作原理使其具有如下特点：

超级电容器研究综述

一、超级电容器的发展与进步（一）概述在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。（二）超级电容器的原理超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。一方面，与传统电容器相比，超级电容器的电极材料往往选用高比表面积材料，如活性碳，通过静电作用在固/液界面形成对峙的双电层存储电荷，因此超级电容器拥有比传统电容器高的能量密度，静电容量能够达到千法拉至万法拉级；另一方面，与电池能量存储机理类似，超级电容器可以通过法拉第氧化还原反应完成电荷存储和释放，由于主要依靠电极表面或近表面的活性材料存储电荷，超级电容器与电池相比，能量密度较低，但是具有高的功率密度和循环稳定性。 1 传统电容器传统的平行板电容器是所有静电电容器储能的基础，传统电容器电能的储存来源于电荷在两极板上聚集而产生电场。平行板电容器的静电电容的计算公式为： r是两极板材料的相对介电常数，0是真空介电常数，A是电极板的正对面积，d 是两极板的距离。 2 双电层超级电容器双电层电容器是通过静电电荷分离，依靠固/液界面的双电层效应完成能量的存储和转化。电解液离子分布可为两个区域——紧密层和扩散层。其双电层电容可视为由紧密层电容和扩散层电容串联而成。双电层电容器正是基于上述理论发展起来的。充电时，电子经外电

电动公交车应用的可行性分析报告

驻马店市纯电动公交车运营可行性分析报告

项目名称：驻马店市公共交通纯电动公交车运营申报单位：河南银泰新能源公共交通有限责任公司 2012-7-15

新能源公交客车的应用现状和问题

新能源公交客车的应用现状和问题自国家启动“十城千辆”新能源汽车示范运行三年来，在政府相关政策推动下，新能源公交客车发展迅速，势头良好，而城市公交则成为新能源汽车示范运行的前沿阵地。根据中国城市公共交通协会科学技术分会的调研，当前新能源公交车存在的主要问题是：车辆的可靠性、电池的安全性需要进一步提升，混合动力技术路线要明确，相关的配套设施要进一步完善。公交领域应用新能源客车的主力军优势在政府推动阶段，中国城市公交是新能源汽车示范应用的前沿阵地。公共交通行业具有公益性和运营线路固定的特点，由于2015年前新能源小汽车很难进入家庭，因而新能源公交客车成为新能源汽车示范应用的主力军。目前，经过“十城千辆”的示范应用，全国已有超过35个城市公交企业（含25个新能源汽车示范城市）示范应用了新能源客车。据中国城市公共交通协会科学技术分会对客车行业内20家主流客车企业统计，到2011年6月30日止，新能源客车销量已达9000多辆，到2011年末预计达12000辆，市场前景看好。通过示范运营，公交企业反映新能源客车技术性能总体良好，节能减排效果明显。在今年7月20～22日举办的2011第二届中国（昆明）新能源公交客车大赛上，共有20家主流客车企业的25辆客车参赛。经测试，在昆明（海拔1890米）的公交工况（平均车速25公里/小时）下，基准车辆为12米手动公交客车，混合动力电动公交客车混联组（串联式并入混联组）车辆平均节油率为15.61%，平均油耗18.997L/百公里；车辆最高节油率为26.13%，车辆最低油耗为16.627L/百公里。混合动力电动公交客车并联组车辆平均节油率10.13%，平均油耗20.230L/百公里；车辆最高节油率为16.64%，车辆最低油耗为19.216L/百公里。增程式电动公交客车组纯电EV模式车辆平均电耗为1.41千瓦时/公里，车辆最低电耗为

电池和超级电容器基础知识

一、电池基础知识 1、一次电池和充电电池有什么区别？电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么？充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换？每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电

近十年超级电容器领域的重大突破

近十年超级电容器领域的重大突破中国储能网讯：与传统电容器相比，超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的使用寿命等特点，而与锂离子电池相比，超级电容器又具有更高的功率密度、更长的使用寿命及绿色环保等优点。超级电容器在未来储能器件领域占有绝对的优势，在军事、混合动力汽车、智能仪表等诸多领域具有广泛的应用前景。随着社会的快速发展和人口的急剧增长，资源消耗日益增加，能源危机迫在眉睫，因此，寻找清洁高效的新能源与能源存储技术及装置已成为备受关注的研究课题。与传统电容器相比，超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的使用寿命等特点，而与锂离子电池相比，超级电容器又具有更高的功率密度、更长的使用寿命及绿色环保等优点。超级电容器在未来储能器件领域占有绝对的优势，在军事、混合动力汽车、智能仪表等诸多领域具有广泛的应用前景。超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能

器件，通过在电极材料和电解质界面快速的离子吸脱附或完全可逆的法拉第氧化还原反应来存储能量，根据储能与转化机制的不同可将超级电容器分为双电层电容器(Electric double layer capacitors，EDLC)和法拉第准电容器(又叫赝电容器，Pseudocapacitors)。双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的，1879年，Helmholz发现了电化学界面的双电层电容性质;1957年，Becker申请了第一个由高比表面积活性炭作电极材料的电化学电容器方面的专利(提出可以将小型电化学电容器用做储能器件);1962年，标准石油公司(SOHIO)生产了一种6V的以活性碳(AC)作为电极材料、以硫酸水溶液作为电解质的超级电容器，1969年，该公司首先实现了碳材料电化学电容器的商业化;1979年，NEC公司开始生产超级电容(Super CaPACitor)，开始了电化学电容器的大规模商业应用。随着材料与工艺关键技术的不断突破，产品质量和性能不断得到稳定和提升，到了九十年代末开始进入大容量高功率型超级电容器的全面产业化发展时期。超级电容器作为电化学能源存储领域的前沿研究方向之一，近十年内有多个突破性工作，其发展也向着小型化、柔性化、平面化等方向发展。石墨烯在实验室中是2004年被发现的，当时英国曼彻斯特

中国电动汽车用超级电容器行业研究报告

2011-2015年中国电动汽车用超级电容器行业投资发展研究报告【目录】 0前言5 0.1研究目的5 0.2数据来源5 0.3读者对象6 1中国电动汽车用超级电容器产业发展概述7 1.1全球电动汽车用超级电容器产业发展概述7 1.1.1全球电动汽车用超级电容器的研究与发展7 1.1.2全球电动汽车用超级电容器市场发展现状9 1.2中国电动汽车用超级电容器产业发展概述10 1.2.1我国电动汽车用超级电容器发展历史10 1.2.2我国电动汽车用超级电容器发展现状分析11 1.3超级电容器在电动汽车上应用特点分析11

1.3.1超级电容器作为电动汽车的唯一动力12 1.3.2超级电容作为电动汽车的辅助动力13 1.3.3超级电容器作为电动汽车零部件的能源16 1.3.4超级电容器在电动汽车上的实际应用情况分析17 2中国电动汽车用超级电容器主要生产企业分析20 2.1麦克斯威（Maxwell）20 2.2贵弥功（Nippon Chemi-Con）22 2.3哈尔滨巨容24 2.4上海奥威25 2.5北京集星26 2.6北京合众汇能27 2.7凯迈嘉华28 2.8锦州凯美29 2.9其它电动汽车用超级电容器生产企业分析30 3中国电动汽车用超级电容器配套应用分析32 3.1中国电动汽车用超级电容器配套情况分析32 3.1.1中国电动汽车用超级电容器配套关系分析32 3.1.2中国电动汽车用超级电容器市场特点分析33 3.2中国电动汽车用超级电容器供应商市场份额分析34 3.2.1我国超级电容车市场销量分析34

3.2.2我国电动汽车用超级电容器生产企业产量分析35 3.3中国电动汽车用超级电容器产品价格情况分析36 4中国电动汽车用超级电容器主要原材料供给分析38 4.1电极材料38 4.2电解液39 4.3隔膜41 4.4主要原材料供应商分析41 4.4.1辽宁朝阳森塬活性炭有限公司42 4.4.2河南滑县大潮林物产有限责任公司43 4.4.3可乐丽国际贸易（上海）有限公司43 4.4.4深圳新宙邦电子材料科技有限公司44 4.4.5日本高度纸工业株式会社（NKK）46 4.4.6苏州贝格新材料科技有限公司48 5中国电动汽车用超级电容器产业发展趋势分析49 5.1我国电动汽车用超级电容器产业未来市场需求分析49 5.1.1我国超级电容商用车用超级电容器未来市场需求分析49 5.1.2我国超级电容乘用车用超级电容器未来市场需求分析51 5.2我国电动汽车用超级电容器产业未来技术发展趋势分析

超级电容器综述解析

电子技术查新训练文献综述报告题目超级电容器技术综述学号3130434055 班级微电132 学生赵思哲指导教师杨莺 2014 年

超级电容器技术综述摘要：近年来，随着经济的迅猛发展，人们在实际应用中对储能装置各项技术指标的需求不断提高，而当前电池的标准设计能力已经逐渐无法满足人们的要求，超级电容器应运而生。超级电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。作为一种新的储能元件,它填补了传统电容器和电池之间的空白,能提供比普通电容器更高的能量和比二次电池更高的功率以及更长的循环寿命,同时还具有比二次电池耐温和免维护的优点。本文主要针对超级电容器的储能机理、超级电容器电极材料、超级电容器的发展动态以及未来应用的展望进行了简单的论述。关键词：超级电容器；储能机理；活性炭；发展现状；应用展望。 A Review of the technology of super capacitor Abstract：In recent years，With the rapid development of economy，People advance the need that can equip each technique index sign to continuously raise at practical application。But the standard design ability of the current battery have already canned not satisfy people's request gradually，The super capacitor emerges with the tide of the times。The super capacitor is a kind of new energy storing device, it has many characteristics such as short refresh time, long service life, good temperature characteristic, energy conservation,Environment protecting.As a new kind energy storage element, it filled up traditional capacitor and the blank of battery.It can provide energy than the common capacitor higher and the power than secondary battery higher and the longer circulating life.Meanwhile it has the advantage of rating of temperature and no maintenance than secondary battery.The text mainly aims at the keeping of super capacitor development dynamic state of ability mechanism, super capacitor electrode material, super capacitor and in the future apply of the outlook carried on simple treatise. Key Words：super capacitor; The energy storage mechanism; active carbon; development trend; Application trend .

电动汽车驱动系统中的超级电容

电动汽车驱动系统中的超级电容作者：清华大学王燕超超级电容是一种电化学装置，是介于电池和普通电容之间的过渡部件。其充放电过程高度可逆，可进行高效率（0.85～0.98）的快速（秒级）充放电。其优点还包括比功率高、循环寿命长、免维护等。以前由于超级电容的比能量过低，放电时间太短，难以应用于汽车领域。随着超级电容技术的迅速发展，目前成为汽车领域研究和应用的新热点。超级电容不仅适合用作汽车发动机起动、动力转向等子系统的辅助能源，而且还可以与电池、燃料电池等结合用作电动汽车的辅助能源，从而提高电池寿命，弥补燃料电池比功率不足，最大限度的回收制动能量等。总之，其在汽车领域有十分广阔的应用前景。超级电容的原理与分类准确的说，超级电容应该叫做电化学电容器（Electrochemical Capacitor）。它能提供比电解电容器更高的比能量，比电池更高的比功率和更长的寿命。根据使用电极材料的不同可以把超级电容分为三类： 1、使用碳电极的双电层电容器 (Double Layer Capacitor，DLC)如图1所示，可以把双电层超级电容看成是悬在电解质中的两个非活性多孔板，电压加载到两个板上。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。图1 双电层超级电容器

DLC本质上是一种静电型能量储存方式。所以双电层电容的大小与电极电位和比表面积的大小有关，因而常常使用高比表面积的活性碳作为双电层电容器的电极材料，从而增加电容量。例如，活性碳在经过特定的化学处理后，表面积可以达到1000m2/g，从而使单位重量的电容量可达100F/g，并且电容的内阻还能保持在很低的水平。碳材料还具有成本低，技术成熟等优点。该类超级电容在汽车上应用也最为广泛。 2、使用金属氧化物电极的超级电容器，原来是指贵金属氧化物RuO2 、IrO2 作为电极的电容器。通过发生可逆的氧化/还原反应，使电荷在两个电极上发生转移的同时产生吸附电容。它与双电层电容的机理不同，称为法拉第赝电容 (Faradaic pseudocapacitance)。与双电层电容器的静电容量相比，相同表面积下超电容器的容量要大 10～100倍，因此可以制成体积非常小、容量大的电容器。但由于贵金属的价格高，主要用于军事领域。 3、使用有机聚合物电极的电容。目前技术还不是很成熟，价格较贵，还处于实验室研究阶段。汽车用超级电容的研究进展目前，美国、欧洲和日本都在积极开展电动汽车用超级电容的研究开发工作。美国能源部和USABC从1992年开始，组织国家实验室（Lawrence Livermore，Los Alamos等）和工业界（Maxwell，GE等）联合开发使用碳材料的双电层超级电容器。其研究的初期目标是在维持功率密度为1kW/kg的同时，把超级电容的能量密度提高到5Wh/kg。这一目标已经基本达到，但是尚未按进度完成PNGV确定的目标。有关资料表明，如果超级电容的比能量达到20Wh/kg，那么用于混合车将是比较理想的。

(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望

全固态锂电池技术的研究进展与展望周俊飞（衢州学院化学与材料工程学院浙江衢州324000）摘要：现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质，易泄露、易腐蚀、服役寿命短，具有安全隐患。薄膜型全固态锂电池、大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离子电池中液态电解质，锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高安全性锂二次电池。作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状，包括固态锂电池的构造、工作原理和性能特征，锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控，固态整电池技术等方面，提出并详细分析了该技术面临的主要科学与技术问题，最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势。关键词：储能；全固态锂离子电池；固体电解质；界面调控 1 全固态锂电池概述全固态锂二次电池，简称为全固态锂电池，即电池各单元，包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池，是从20 世纪50 年代开始发展起来的[10-12]。全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单，固体电解质除了传导锂离子，也充当了隔膜的角色，如图 2 所示，所以，在全固态锂电池中，电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用，大大简化了电池的构建步骤。全固态锂电池的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理是相通的，充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌，通过固体电解质向负极迁移，电子通过外电路向负极迁移，两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程恰好相反，此时电子通过外电路驱动电子器件。目前，对于全固态锂二次电池的研究，按电解区分主要包括两大类[13]：一类是以有机聚合物电解质组成的锂离子电池，也称为聚合物全固态锂电池；另一类是以无机固体电解质组成的锂离子电池，又称为无机全固态锂电池，其比较见表1。通过表1 的比较可以清楚地看到，聚合物全固态锂电池的优点是安全性高、能够制备成各种形状、通过卷对卷的方式制备相对容易，但是，该类电池作为大容量化学电源进入储能领域仍有一段距离，主要存在的问题包括电解质和电极的界面不稳定、高分子固体电解质容易结晶、适用温度范围窄以及力学性能有提升空间；以上问题将导致大容量电池在使用过程中因为局部温度升高、界面处化学反应面使聚合物电解质开貌发生变化，进而增大界面电阻甚至导致断路。同时，具有隔膜作用的电解质层的力学性能的下降将引起电池内部发生短路，从面使电池失效[14-15]。无机固体电解质材料具有机械强度高，不含易燃、易挥发成分，不存在漏夜，抗温度性能好等特点；同时，无机材料处理容易实现大规模制备以满足大尺寸电池的需要，还可以制备成薄膜，易于将锂电池小型化，而且由无机材料组装的薄膜无机固体电解质锂电池具有超长的储存寿命和循环性能，是各类微型电子产品电源的最佳选择[10]。采用有机电解液的传统锂离子电池，因过度充电、内部短路等异常时电解液发热，有自燃甚至爆炸的危险（图3）。从图 3 可以清楚地看到，当电池因为受热或短路情况下导致温度升高后，传统的锰酸锂或钴酸锂液体电解质锂离子电池存在膨胀起火的危险，而基于纯无机材料的全固态锂电池未发生此类事故。这体现了无机全固态锂电池在安全性方面的独特优势。以固体电解质替代有机液体电解液的全固态锂电池，在解决传统锂离子电池能量密度偏低和使用寿命偏短这两个关键问题的同时，有望彻底解决电池的安全性问题，符合未来大容量新型化学储能技术发展的方向。正是被全固态锂电池作为电源所表现出来的优点所吸引，近年来国际上对全固态锂电池的开发和研究逐渐开始活跃[10-12] 2 全固态锂电池储能应用研究进展在社会发展需求和潜在市场需求的推动下，基于新概念、新材料和新技术的化学储能新体系不断涌现，化学储能技术正向安全可靠、长寿命、大规模、低成本、无污染的方向发展。目前已开发的化学储能装置，包括各种二次电池（如镍氢电池、锂离子电池等）、超级电容器、可再生燃料电池（RFC：电解水制氢-储氢-燃料电池发电）、钠硫电池、液流储能电池等。综合各种因素，考虑用于大规模化学储能的主要是锂二次电池、钠硫电池及液流电池，而其中大容量储能用锂二次电池更具推广前景。。全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等后锂离子充电电池的先导性研究在世界各地积极地进行着，计划在2020 年前后开始商业推广。在众多后锂离子充电电池中，包括日本丰田汽车、韩国三星电子和德国KOLIBRI 电池公司对全固态锂电池都表现出特别的兴趣。图 4 为未来二十年大容量锂电池的发展路径，从图 4 可以看出，全固态电