我國(guó)已占據(jù)研發(fā)大功率超級(jí)電容技術(shù)的高地

手機(jī)充電僅需2秒鐘、儲(chǔ)能式輕軌列車充電僅需20余秒鐘就能滿足正常運(yùn)用，這就是超級(jí)電容的神奇功能。如今，中國(guó)已牢牢占據(jù)這一世界前沿技術(shù)的高地。據(jù)了解，中國(guó)南車株機(jī)公司旗下寧波南車新能源科技有限公司自主研制的世界最大功率超級(jí)電容單體(7500F)成功實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，首批5000只7500F超級(jí)電容產(chǎn)品已交付用戶。

何為超級(jí)電容?通俗地講就是第三代儲(chǔ)能裝置，第一代為機(jī)械式儲(chǔ)能，如飛輪、發(fā)條等;第二代為化學(xué)式儲(chǔ)能，如鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等;而第三代就是以超級(jí)電容為代表的物理式儲(chǔ)能裝置。

“充電次數(shù)10000次以內(nèi)、充電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)、存在爆炸與污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)”VS “100萬(wàn)次、數(shù)十秒、無(wú)污染以及爆炸風(fēng)險(xiǎn)”。

中國(guó)南車株機(jī)公司技術(shù)中心副總監(jiān)、寧波超級(jí)電容研究所所長(zhǎng)阮殿波用一組對(duì)比形象地展示了超級(jí)電容較之傳統(tǒng)化學(xué)能電池的優(yōu)勢(shì)。

這種產(chǎn)品其應(yīng)用范圍有哪些?據(jù)阮殿波透露，其可廣泛運(yùn)用于消費(fèi)電子、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國(guó)防與航天、起重機(jī)械勢(shì)能回收、發(fā)電與智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。

阮殿波舉例說(shuō)，比如目前港口的起重吊機(jī)，其一次吊起上百噸的貨柜要消耗大量的電能，而其在落下時(shí)的能量基本被電阻裝置等消耗掉，如果采用超級(jí)電容進(jìn)行勢(shì)能轉(zhuǎn)換電能的回收，約可實(shí)現(xiàn)高達(dá)80%的電能回收再利用，其綠色、節(jié)能、環(huán)保的成效相當(dāng)突出。

正是鑒于超級(jí)電容卓越的綠色、節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)，韓國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)就超級(jí)電容已開(kāi)展了大量研究工作，目前全球已有十幾家超級(jí)電容器生產(chǎn)商，可以提供多種類的超級(jí)電容產(chǎn)品。

我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始研制超級(jí)電容，近年來(lái)以中國(guó)南車為代表的企業(yè)在超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料制備、器件加工、系統(tǒng)集成等領(lǐng)域取得了系列發(fā)明和創(chuàng)新，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，突破了若干制約超級(jí)電容技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，使我國(guó)成為世界上少數(shù)具有大功率超級(jí)電容研發(fā)能力的國(guó)家。

正是得益于我國(guó)在超級(jí)電容研制領(lǐng)域的突破，為我國(guó)下游相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品的創(chuàng)新及運(yùn)用提供了“芯”的保障，比如中國(guó)南車株機(jī)公司去年下線的世界首臺(tái)儲(chǔ)能式輕軌列車，其就裝有上千個(gè)3000F的超級(jí)電容單體，其一次充電20余秒后，可運(yùn)行3公里以上，并能在運(yùn)行中將制動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)城區(qū)內(nèi)的綠色、智能出行。

目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)城市正與中國(guó)南車株機(jī)公司開(kāi)展溝通與交流，開(kāi)發(fā)運(yùn)用以超級(jí)電容為主動(dòng)力源的100%低地板有軌電車、城市公交車輛等綠色智能產(chǎn)品。

鑒于超級(jí)電容的應(yīng)用價(jià)值，由中國(guó)南車株機(jī)公司牽頭，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所、中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所、南京理工大學(xué)等單位共同參與的“高比能、低成本的新型超級(jí)電容器關(guān)鍵技術(shù)研究”，作為高性能化學(xué)儲(chǔ)能電池及示范電站關(guān)鍵技術(shù)研究主題項(xiàng)目的子課題，參與國(guó)家“863”計(jì)劃。