超級電容 新能源汽車 super capacito

超級電容器由于具有大功率密度、長壽命、安全可靠性高和對溫度差異不太敏感等特殊優勢，且可為鋰離子電源、燃料電池等主電源提供功率補償，以提高電源品質和延長電源使用壽命，因而迅速得到了市場人士的普遍認可，市場占有率的份額逐年擴大，行業增長迅速。

目前，超級電容器在中國較為廣泛的應用就是城市混合動力汽車啟停能量回收系統。當車輛在減速或制動時，將制動過程中產生的熱能轉換成電能儲存在超級電容器里。當車輛再次前進時，超級電容器則將剛剛儲存起來的電能輸出用于車輛加速運行。

超級電容在軌道交通、卡車、風力、光伏發電領域也有很多應用案例。比如在美國，超級電容器的瞬間釋放大功率、大電流、低溫性能好等特性，在重型卡車上能夠作為啟動電源；軌道交通方面，超容在車載儲能系統和路旁能量回收的應用能有效減少30%以上的電網電力消耗；而在再生能源系統中，超容在風電變槳系統后備電源、FTU后備電源、以及并網發電時的削峰填谷等應用中均扮演著關鍵角色。

新能源汽車，用鋰電還是用超容？

作為全球較大超級電容器制造商Maxwell公司的代理總裁兼首席執行官，John J. Warwick認為從技術上看，超級電容與鋰電池有各自的性能特點。電池中進行的是化學反應，超級電容器則是物理反應，它優勢在于可以快速的捕捉和釋放能源，速度遠遠高于電池。而且可以反復使用上百萬次，壽命長達十年。隨著全球對能源需求的日趨緊迫，以及對排放標準的日趨苛刻，未來將鋰電池與超級電容組合的技術應用將成為市場主流。

但不同的應用場合，對于超級電容器的具體需求各不相同。例如在混合動力汽車中，一般要求電容器模塊具有超大功率密度、長壽命等性能；而對于純電動汽車，超級電容的安全性可能會是首要考慮因素。那么，如何在超容產品設計上體現出差異性？

Warwick對此回應稱，Maxwell在設計超級電容單體時首先會考慮通用性，并且要確保高可靠性。在利用單體組成模塊之后，就必須要根據不同的應用做出調整，比如有些需要防震性能出色，有些需要可循環次數多，有些對電源管理和散熱管理提出了更加嚴格的要求，這些特性是通過不同的模塊設計體現的。公司今后會在單體領域中，逐步根據不同規模的應用，在一些比較特定的領域中做一些定制化的產品。

而針對此前Maxwell正與特斯拉合作超級電容器產品，并將有望在特斯拉電動車上得以使用的傳言，CEO先生表示，特斯拉目前并沒有使用Maxwell超級電容器。“特斯拉的產量只有兩萬到兩萬一千輛左右，從整個電動車市場來看，這個比例是相當小的。Maxwell的超級電容器可以使用在純電動汽車、壓縮天然氣汽車、以及混合插入式汽車當中，那里有著更為廣闊的天地。”

他由此還特別談到了中國政府目前推出多項細則，要求在規定期限內淘汰“黃標車”，并對新能源汽車給予一定程度價格補貼的政策，認為此舉彰顯了中國政府致力于實現節能減排，走可持續發展道路的決心。通過使用更多插入式混合電動車，可以更好的減少污染和霧霾，并有效提升城市交通效率。而無論是超級電容器，還是鋰電池在上述領域都是可以發揮積極作用的。我們非常愿意和電池供應商攜手提供一整套系統性解決方案，大幅提升包括新能源汽車在內的多個市場的發展。

如何進一步降低成本？

眾所周知，超級電容器所使用的核心材料首先是碳，所以未來對新型材料技術的開發將會是降低制造成本的重要方向。Warwick對此表示認同并指出，新型碳材料，包括石墨烯、納米介孔碳和金屬氧化物及其復合材料等，將對未來超級電容器的成本降低起到至關重要的影響。此外，增加電極表面積，提高離子密度，使用不同介質電解液、生產出容量更大的超級電容器，也是公司目前正在努力的方向。據稱，Maxwell每年用于研發方面的費用達到了兩千到兩千五百萬美元，包括制定一些新的標準用以推動行業發展。

除了核心材料方面的創新外，通過優化生產工藝流程降低成本也是一條捷徑。Maxwell的做法是在生產過程中使用一些大型定制化的機器和設備，用以幫助公司降低生產成本，為客戶提高更多的價值。

和競爭對手大多采用濕法電極制造工藝不同，Maxwell采用的是干法工藝，它在穩定性、抗震性、壽命和成本等方面都非常出色。“我們所面臨的挑戰是如何抓住市場機遇。”Warwick說，中國已成為世界上較大的汽車、公共交通、綠色能源消費市場，新型城鎮化建設也需要大量機械設備和基礎設施投入，希望能和同行共同把這個行業做大做強，因為只有有了強大的競爭者，整個行業的前景才會更加廣闊。為此，Maxwell正積極與中國的合作伙伴加強合作，擴充產能，并在多地開設分支機構，提高本地化程度，更好的滿足客戶多樣化的定制需求。