更具潜力的绿色储能电源产品:超级电容

 行业动态    |      2016-11-30
莱昂纳多主演的环保纪录片《洪水泛滥之前》再度掀起国际社会对全球变暖和环境污染的热议,片中采访对象那句“把能量储存在电池里”说明了电池类储能电源产品在应对全球气候变化所起的作用。气候变化问题日益严峻的今天,开展绿色高效储能电源与动力的研发与市场化应用迫在眉睫。其中超级电容以大功率充放,循环寿命长,绿色环保,高宽电压、宽温度范围,免维护等独特的储能特性脱颖而出,成为新能源领域的科研与应用热点。

本文将通过超级电容与电池的对比,说明其储能电源特点。与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程。超级电容的能量密度低于电池,功率特性好于电池,可以大电流快速充放电,工作温度宽于电池,适用于-40到65度的各类工况。

更具潜力的绿色储能电源产品:超级电容


绿色高效


领军企业集星科技所生产的超级电容器主要材料有铝、活性炭和有机体系电解液,其中铝是本身无害的金属材料,有机体系电解液是可降解的。从元素组成来讲,产品不具有铅酸电池等传统电池的环境的破坏性。

从结构上来说,此类电容器利用活性炭和电解质形成的双电层获得超大电容量。由于产品采用基于微纳米技术的碳材料作为电极,具有非常好的环境友好性;另一方面,独特的工艺流程与设计结构确保了超级电容较高的储能性能指标。以3000F单体为例,重量约520g,其释放的能量在数秒内可将一名成年男子抛至20米高空(不考虑空气阻力),或者使1kg水升温2.85℃。更为关键的是,超级电容器循环寿命高达百万次,也就是说可以反复进行上述动作一百万次。

另外,与锂电池化学特性活泼,在常态下容易发生各种爆炸情况不同,超级电容器性能稳定,目前全球范围尚未出现过一起因超级电容自身问题而引起的安全事故。加之,超级电容可以在宽电压、宽温度范围内工作,安装后几乎免维护,大大节省了设备运维费用。

潜力巨大

鉴于功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命、技术成熟度的种种优异表现,超级电容在轨道交通、新能源汽车、智能电网、工程机械及工业领域得到广泛应用。目前数万超级电容模组应用在以宇通为代表的新能源客车上,遍及全国20多个城市,为公交车节油超20%。在风电领域,超级电容完全替代传统蓄电池,成为风机变桨系统备用电源,能够在–40~65℃恶劣工况完成50万~100万次充放电。近年来,欧美市场汽车应急启动电源开始导入超级电容器,有望成为超级电容的新兴应用领域。

超级电容应用方式

伴随应对气候变化的《巴黎协定》正式生效,各国政府进一步进行能源利用方式的变革,以超级电容为代表的新型绿色储能电源装置必将是相关应用落地至关重要的一环。目前看似潜力股的超级电容,将是未来毫无疑问的优质股。