超級(jí)電容器在新能源領(lǐng)域并不是一個(gè)陌生的名詞。實(shí)際上,超級(jí)電容器已在該領(lǐng)域歷經(jīng)了幾十年的坎坷,雖然它的應(yīng)用形式同電池不同,但在實(shí)際應(yīng)用上卻總被電池取代,此外還面臨成本高、技術(shù)難度大的劣勢(shì)。然而,超級(jí)電容器在技術(shù)上一旦取得突破,將可對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的推動(dòng)力。因此,盡管研發(fā)過(guò)程困難重重,但攻克它的意義卻很重大。
超級(jí)電容器的尷尬現(xiàn)狀
超級(jí)電容器從誕生到現(xiàn)在,已經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展歷程。目前,微型超級(jí)電容器在小型機(jī)械設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用,例如電腦內(nèi)存系統(tǒng)、照相機(jī)、音頻設(shè)備和間歇性用電的輔助設(shè)施。而大尺寸的柱狀超級(jí)電容器則多被用于汽車領(lǐng)域和自然能源采集上,并可預(yù)見在該兩大領(lǐng)域的未來(lái)市場(chǎng)上,超級(jí)電容器有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
使用壽命久、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、高充放電效率、高能量密度,這是超級(jí)電容器的四大顯著特點(diǎn),這也使它成為當(dāng)今世界最值得研究的課題之一。目前,超級(jí)電容器的主要研究國(guó)為中、日、韓、法、德、加、美。從制造規(guī)模和技術(shù)水平來(lái)看,亞洲暫時(shí)領(lǐng)先。
然而,超級(jí)電容器的研發(fā)工作一直籠罩在電池(主要為鎳氫電池、鋰電池)的陰影之下。鎳氫電池和鋰電池的開發(fā)因?yàn)榭梢垣@得來(lái)自政府和大投資商的巨額資金支持,技術(shù)交流獲得極大推動(dòng),也更容易聚焦全世界的目光。相比之下,超級(jí)電容器卻很難得到雄厚的資金支持,技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展也就受到很大程度地制約。這使它在很多領(lǐng)域備受冷落。
超級(jí)電容與電池拉平差距的機(jī)會(huì)
盡管超級(jí)電容器的制作成本每年都在以低于10%的比例減少,但這項(xiàng)技術(shù)依然不能在運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集方面擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。相比電池領(lǐng)域,超級(jí)電容器的技術(shù)過(guò)于落后,想要縮小兩者在研發(fā)方面的差距,首要任務(wù)應(yīng)解決如下問(wèn)題:
■增加超級(jí)電容器生產(chǎn)廠商數(shù)量,通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的手段刺激相關(guān)技術(shù)的研發(fā);
■擴(kuò)大高比功率超級(jí)電容器的生產(chǎn)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)突破百萬(wàn)件的年生產(chǎn)量;
■將超級(jí)電容器當(dāng)前的制造成本降低50%;
■擬定一個(gè)超級(jí)電容器可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,主要針對(duì)更高效電極材料的探索。
要達(dá)到上述目標(biāo)需要廠商對(duì)超級(jí)電容器市場(chǎng)有一個(gè)逐年上升的投資力度,主要用于在設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)兩方面。與此同時(shí),政府?dāng)U大資金和技術(shù)支持也將起到至關(guān)重要的作用。
超級(jí)電容的應(yīng)用前景分析
超級(jí)電容是一種極好的電池!今后,儲(chǔ)能密度還可以再提高10-100倍!
目前,普通電池的儲(chǔ)能密度是0.02千瓦時(shí)/kg,而超級(jí)電容則可以達(dá)到10或者20千瓦時(shí)/kg,是普通鉛蓄電池的500-1000倍!未來(lái)還可以進(jìn)一步提高!而且充放電的速度極快,只需要幾秒鐘即可!
以前,一塊鉛蓄電池50公斤,也只能存儲(chǔ)一度電,而且用久了就壞了,充放電時(shí)間特別長(zhǎng)。
現(xiàn)在,一塊超級(jí)電容電池,如果還是50公斤,則可以儲(chǔ)存500-1000度電,足可以供一般的小汽車跑5000公里了!即使是公交車,也可以跑將近2000公里了!如果按按現(xiàn)在汽車的標(biāo)配,加一次油跑600公里計(jì)算,每100公里按標(biāo)準(zhǔn)電耗15度計(jì)算,能夠儲(chǔ)存100度電就可以了,那么就只需要5-10公斤的超級(jí)電容電池就可以了!那么,這樣一來(lái),車子就已經(jīng)可以很好地使用了!
未來(lái),將進(jìn)一步發(fā)明石墨烯超級(jí)電容電池,容量將進(jìn)一步擴(kuò)大十倍!那今后就更好了!
總之,從現(xiàn)在的技術(shù)來(lái)看,已經(jīng)可以具有商業(yè)化電動(dòng)汽車的開發(fā)價(jià)值了!預(yù)計(jì)一臺(tái)汽車上安裝可持續(xù)跑600公里的超級(jí)電池,只需要成本1-2萬(wàn)元左右,充電將更加簡(jiǎn)單快速,幾秒鐘即可完成,無(wú)污染,幾乎可以終身使用而無(wú)需中途更換。今后還將更好,完全可以使用起來(lái)!而且,還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),可以利用剎車的能量發(fā)電轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái),利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)存起來(lái),那將更加節(jié)能,而且剎車液更加安全可靠。
總之,未來(lái)電動(dòng)汽車必將橫空出世,自己完全可以利用這種技術(shù)去發(fā)展自己的產(chǎn)業(yè),為中國(guó)贏得世界一席之地!
既然電池技術(shù)已經(jīng)攻克,那么就應(yīng)該進(jìn)一步去完善,去制造,最終向用戶兜售自己的電動(dòng)汽車!那么,就可以做成一個(gè)十分巨大的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè),為中國(guó)獲得綠色環(huán)保發(fā)展!可以徹底消滅城市汽車尾氣污染,可以為中國(guó)減少數(shù)億噸的汽油柴油消耗,減少對(duì)中東石油的依賴!為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)騰飛的翅膀!
應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注這種技術(shù),這種產(chǎn)業(yè),適時(shí)切入!還有,就是石墨烯產(chǎn)業(yè),信息化改造產(chǎn)業(yè),新型計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè),智能化軟件產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代農(nóng)業(yè),鈦合金產(chǎn)業(yè),傳統(tǒng)工業(yè)的升級(jí)改造和技術(shù)更新等等,這些將是中國(guó)未來(lái)發(fā)展的根本!
超級(jí)電容器的可預(yù)見性未來(lái)
毋庸置疑,超級(jí)電容器憑借自身使用壽命久、高充放電效率等顯著特點(diǎn),只要找準(zhǔn)自身發(fā)展的合適土壤,未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
就未來(lái)十年的發(fā)展而言,超級(jí)電容器將是運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集的重要組成部分,其中,用于裝配在啟停系統(tǒng)車輛的超級(jí)電容器,將成為其在未來(lái)的主要銷售渠道,預(yù)計(jì)在2016年的全球市場(chǎng)將達(dá)到2.7億美元,2020年將超過(guò)3.5億美元。