高能鎳碳電容器 中國首創(chuàng)的電動(dòng)車新電源

　　9月1日，天津市人民政府在天津大禮堂召開“高能鎳碳超級(jí)電容器產(chǎn)品新聞發(fā)布會(huì)”。天津市委書記張高麗、市長黃興國，國家發(fā)改委副主任、國家能源局局長劉鐵男，工業(yè)和信息化部總工程師朱宏任以及住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、科技部，解放軍總后勤部、總裝備部、軍事交通學(xué)院，南車集團(tuán)及天津市有關(guān)方面負(fù)責(zé)人出席了會(huì)議。

　　高能鎳碳超級(jí)電容器是天津市與中國工程院院士周國泰合作，成功開發(fā)出的新型高性能電容器產(chǎn)品。經(jīng)天津市科委組織成果鑒定，超級(jí)電容器具有能量密度大、功率密度高、充放電效率高、高低溫性能好、循環(huán)壽命長、安全環(huán)保、性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)，有效解決了國內(nèi)電動(dòng)汽車電源技術(shù)瓶頸問題，達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平。這個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)成功，將推動(dòng)我國超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)搶占世界新能源汽車科技制高點(diǎn)、緩解國內(nèi)能源緊張有重要作用，在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電站中將具有明顯的競爭優(yōu)勢(shì)。

　　高能鎳碳超級(jí)電容器是一種新型動(dòng)力電源，這一產(chǎn)品結(jié)合鎳氫電池能量密度和電容器功率密度，循環(huán)壽命達(dá)到5萬次以上，使用溫度可達(dá)零下40攝氏度至零上70攝氏度，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。

　　2010年，天津市政府引進(jìn)中國工程院院士周國泰少將領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，在解放軍軍事交通學(xué)院建成的超級(jí)電容實(shí)驗(yàn)室，合作開發(fā)新型動(dòng)力電源產(chǎn)品。周國泰院士是我國軍民用功能服裝材料和士兵個(gè)體防護(hù)研究領(lǐng)域的知名專家，在防彈裝備、特種防護(hù)服裝和防寒保暖材料研究等方面，取得了多項(xiàng)成果。先后主持研制防彈背心、防彈頭盔，解決了防彈材料及防彈結(jié)構(gòu)體復(fù)合成型、樹脂基體合成等一系列技術(shù)關(guān)鍵，研究成果居國際先進(jìn)水平。周國泰率領(lǐng)的研發(fā)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，取得了純電動(dòng)車動(dòng)力電源領(lǐng)域的重大突破。經(jīng)在純電動(dòng)大客車、轎車上實(shí)驗(yàn)均取得滿意的效果。目前，產(chǎn)品中試已經(jīng)完成，即將投入批量商業(yè)化生產(chǎn)。

　　周國泰院士稱：高能鎳碳超級(jí)電容實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)突破和五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　第一、在加大材料的比表面積上實(shí)現(xiàn)突破。電容是靠比表面積存儲(chǔ)電荷，其優(yōu)點(diǎn)是可無數(shù)次充放電，而且不發(fā)熱。儲(chǔ)電量的大小由其內(nèi)部比表面積大小而決定。超級(jí)電容器就是在研發(fā)出新材料的基礎(chǔ)上，盡可能地?cái)U(kuò)大比表面積，使儲(chǔ)電量大幅增加。

　　第二、超級(jí)電容在正負(fù)極的材料結(jié)構(gòu)上獲得突破。優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)電量大，由電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，再轉(zhuǎn)化成電能釋放出來，其比功率比傳統(tǒng)電容高得多。高能鎳碳超級(jí)電容在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了電池和傳統(tǒng)電容的內(nèi)并，實(shí)現(xiàn)了電池和電容的優(yōu)點(diǎn)兼?zhèn)洹?/P>

　　五個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

　　第一、安全可靠。傳統(tǒng)鋰離子電池存在安全隱患。由于有機(jī)電解質(zhì)的特性，鋰離子電池存在易燃、易爆的危險(xiǎn)，一旦發(fā)生短路，就會(huì)燃燒或者爆炸，杭州、上海曾發(fā)生的電動(dòng)汽車自燃事件，就是因?yàn)殇囯x子電池的原因。而超級(jí)電容器根本不存在這個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)人員將充滿電后的高能鎳碳超級(jí)電容用射釘槍打，故意使其短路，但電池沒有任何反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)人員又將其放到火上燒，不銹鋼外殼快燒紅了，也沒發(fā)生爆炸。

　　第二、充電速度快。鋰離子電池充電最大電流為300A，一次充電需要6—8小時(shí)，因?yàn)槌潆姇r(shí)間過長而使用戶覺得非常不方便。高能鎳碳超級(jí)電容可使用1500A甚至3000A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分鐘即可達(dá)儲(chǔ)電量90%以上。

　　第三、可瞬時(shí)大電流放電，使用壽命長。鋰離子電池充放電的標(biāo)準(zhǔn)是2000次，使用壽命短。高能鎳碳超級(jí)電容器可大電流充電，瞬間大電流放電，這對(duì)汽車瞬時(shí)加速極為有利。一塊電池充放電可達(dá)5萬—50萬次，充放電的國家標(biāo)準(zhǔn)是5萬次。

　　第四、成本低。鋰離子電池成本7萬元，充電2000次，每充電1次按行駛100公里算，20萬公里就要更換電池。高能鎳碳超級(jí)電容器，按充電1次行駛100公里算，可充放電5萬次，甚至可達(dá)10萬次、50萬次。高能鎳碳超級(jí)電容器的價(jià)格不高于鋰離子電池。

　　第五、節(jié)能環(huán)保。高能鎳碳超級(jí)電容器使用壽命到期后，可以將其回收，對(duì)電容材料進(jìn)行再激活處理后還可以再次使用。整個(gè)生產(chǎn)過程，不產(chǎn)生廢水、廢氣，沒有污染排放。

　　劉鐵男代表國家發(fā)改委對(duì)超級(jí)電容器研發(fā)取得突破性進(jìn)展表示祝賀。他說，開發(fā)新能源、提高能源轉(zhuǎn)化使用效率，是保障能源安全的重要手段。超級(jí)電容器的成功研制，將增強(qiáng)我國在動(dòng)力電源和新能源汽車等領(lǐng)域的國際競爭力。國家發(fā)改委要給予政策支持，進(jìn)一步做好服務(wù)，促進(jìn)科研成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。天津市科委主任趙海山說，高能鎳碳超級(jí)電容器研制成功，使我國有望在動(dòng)力電源和新能源汽車等戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭中取得競爭優(yōu)勢(shì)。據(jù)業(yè)內(nèi)專家稱，高能鎳碳超級(jí)電容器不光是解決電動(dòng)車的全新電源，還能軍民兩用，解決國防軍事急需的新能源，在潛艇、航天，新型飛機(jī)、導(dǎo)彈上都可應(yīng)用。

　　為搶占國內(nèi)新能源的制高點(diǎn)，天津市已經(jīng)安排高能鎳碳超級(jí)電容器的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，一期達(dá)到年產(chǎn)1000萬只30億安時(shí)的產(chǎn)能，二期工程將建成1億只300億安時(shí)生產(chǎn)能力。同時(shí)將率先在天津公交系統(tǒng)推廣高能鎳碳超級(jí)電容車輛。