超级电容与电池配合模式

超级电容器与锂电池进行组合

随着电动汽车电池的技术难题被逐一攻克，电动汽车的产业化步伐正渐渐逼近。由于新能源汽车日益红火，在2011年12月7日至10日召开的法兰克福汽车配件展也融入了新能源元素，在10日举办了第二届中国新能源汽车及配套产业发展论坛。

与业内鼓吹新能源弯道超车无望的悲观派相比，全球最大电动车专业制造商ZAP大中华区业务发展执行副总裁聂天心和上海瑞华（集团）有限公司（简称瑞华）副总经理陆政德均表示非常看好未来新能源汽车的发展。

聂天心在会上说到，其实新能源汽车并不是一个新的概念，早在1890年在美国电动汽车与汽油车的销量比是10：1，美国上流人士都是使用电动汽车，并作为一种身份的象征。

数据显示，美国传统内燃机的原油转化效率最理想的状态可达40%，目前市场上最好的汽油机只有30%多。而市场上的电动汽车能源转化率已有80%，乐观估计应该能达到94%。

与对中国电动汽车前景持怀疑态度的悲观派相比，目前电动汽车乐观派大有占据上峰态势，中国电动汽车产业化步伐也渐渐逼近，因为电动汽车的技术难题正在被一群疯狂痴迷电动汽车的专业人群攻克，陆政德就是其中一位。

陆政德在接受中国产业园区网记者采访时表示，目前电动汽车发展主要有两大技术瓶颈，一是电池的续驶里程不稳定，电动汽车续驶里程不稳定主要表现在续驶里程会逐渐减少。二是纯电动汽车续驶里程有限。

“目前这两大瓶颈都不再是问题，” 陆政德对记者说道，电池续驶里程不稳定问题可以通过能量转移解决，纯电动汽车续驶里程有限可以通过加装小型燃油发动机系统（即增呈式电动车）解决。

电池续驶里程不稳定主要是由于单体电池性能不一致造成。陆政德形象地说道，不同单体电池的性能差好比姚明和潘长江身高差，如何让他俩的个头一样高，就需要将性能优良的电池能量转移到性能差的电池上，保持两者能量的一致性，这样就可以做到电动车后期续驶里程能稳定。

另外，瑞华已经成功实现将超级电容器与锂电池进行组合，以延长续驶里程和增强电池的寿命。

超级电容器好比一个具有超强爆发力的短跑运动员，而锂电池好比一个耐力很强的长跑运动员。将两者结合起来，将会同时兼具两者的优点。

超级电容器与锂电池组合后，超级电容器能将电动汽车刹车时产生的能量储存起来，并传导到锂电池内，延长电动汽车的续驶里程。

由于电动汽车刹车对锂电池会有损伤，但从超级电容器内获取电量进行刹车，就不会对锂电池造成损伤，还可以延长锂电池的寿命。

为降低电动汽车自燃概率，随时检测电池在电动汽车运行中的状态，瑞华已经成功开发出一整套电子监控系统和数据中心系统。登录瑞华电动汽车数据中心可查询各个时段电池运行的详细情况。

来源：新能源新材料 2012.5

新型电极都有4至5纳米宽的孔隙，高孔隙率具有高概况积，可以存储海量的电荷，有一家新创公司名为纳米屯公司，这家公司说，它的超级电容器手艺可以

使电动汽车更廉价，而且延迟行驶里程。该公司位于加州山景城，公司开发出一种体例，用以制备电极，制成的超级电容器具有5至7倍的存储能力，这是对比传统超电容器而言。

能量海绵：显微镜图像：显示多孔结构的新电极材料，有助于提高尚尊贵级电容器存储容量

可是，辛达尔说，纳米屯公司可能达不到很是高的能量方针，但仍然可以改良有竞争力的电动汽车和同化动力汽车。有了耐用的超级电容器，甚至可使能源存储达到每千克100瓦时，这就接近锂浪子电池，“那就太棒了。”

级电容器是在19世纪60、70年代率先在美国出现，并于80年代实现市场化的一种新型的储能器件，具有超级储电能力。它兼具普通电容器的大电流快速充放电特性与电池的储能特性，填补了普通电容器与电池之间比能量与比功率的空白。超级电容器被称为是能量储存领域的一次革命，并将会在某些领域取代传统蓄电池。

超级电容器性能

超级电容器的能量密度是传统电容器的几百倍，功率密度高出电池两个数量级，很好地弥补了电池比功率低、大电流充放电性能差和传统电容器能量密度小的缺

点。

图1：超级电容器性能优势图

超级电容器与铅酸、镍氢和锂电池相比，在自放电、能量密度和能量成本方面显现不足，但在效率、快充特性、温度范围、安全性、功率成本、功率密度、寿命方面，超级电容器有着其他电池不可超越的优势。

超级电容器是一种无污染的新型储能装置，寿命超长(1-50万次)、安全可靠、储能巨大，是一种理想的储能装置，具体特性如下：

1、高循环寿命，循环寿命可达50万次以上，合计10年，远超电池理论上的最大循环2000-5000次;

2、快速充电特性，由于不存在电能转化化学能的化学反应，充电10秒-10分钟，可达到其额定容量95%以上;

3、高功率密度特性，具有优越的动力特性，可达300W/kg~5000W/kg，相当于电池的5-10倍;能较好地满足车辆在启动、加速、爬坡时对瞬间大功率的要求;

4、大电流放电能力超强，过程损失小;大电流是电池的几十倍;

5、超低温特性好，温度范围宽-40℃~+70℃;而一般电池是-20℃~+60℃;

6、无污染，安全可靠，超级电容器是绿色能源(活性炭)，不污染环境，是理想的绿色环保电源;

7、全寿命免维护：超级电容器采用全密封结构，没有水分等液体挥发，在使用过程中全寿命不需要维护;

8、相符成本地，超级电容器价格比铅酸电池高1倍，但寿命比电池高10倍。

超级电容器的结构

超级电容器结构和电池结构一样，主要由极化电极、电解质、隔膜、端板、引线和封装材料等几部分组成。超级电容器的性能主要由制造技术、电解液的组成、隔膜质量和组装工艺等决定。其中电极的制造技术包括电极材料和电极的制备，是超级电容器最关键的技术之一。

根据电解液分，超级电容器分为有机体系和水溶剂体系。有机体系比水溶剂体系具有较高的工作电压，天津力神生产的超级活性炭双电层超级电容器是有机体系。随着超级电容器的市场不断扩大和整个市场需求的日益增长，将会出现两个大的方向：高能量型超级电容器和高功率型超级电容器。

天津力神研发的超级电容器模块

超级电容器的应用

超级电容器产品由于其具有特殊的优点，全球需求量迅速扩大，已成为化学电源领域内新的产业亮点。应用领域非常广阔。它的应用领域涉及运输业、风能、储能和工业用UPS等各个领域。不仅从根本上改变了电动车在交通运输中的位置，也将改进风能、太阳能等间歇性能源利用的可能性，在满足人们对能源需求的同时，减少了对石油的依赖。

此外，超级电容器还在包括税控机、数码相机、掌上电脑等微小电流供电的后备电源等消费性电子产品及众多领域有着巨大的应用价值和发展潜力，被世界各国广泛关注，行业前景可期。