相较于锂电池,超级电容在充放电速度、效率、循环寿命以及安全性方面均有显著优势。这些特点似乎为当前电动车推广所面临的难题提供了有效的解决方案。
锂电池产业正备受瞩目,各方纷纷追捧,然而,一个潜在的对手正悄无声息地靠近,它目光锐利,充满警惕,那就是超级电容。
近期,一家市场调研机构提出了一个颇具胆识的预测——超级电容器预计将颠覆锂离子电池的市场地位。在其发布的《2014-2024年超级电容器市场展望》报告中指出,预计到2024年,全球超级电容器市场的价值将攀升至65亿美元,伴随着市场份额的扩大,这一增长趋势将不可避免地侵蚀电池市场的份额。
超级电容,这种储能装置位于传统电容器与充电电池之间,具有独特的地位。其运作原理与其他类型的双电层电容器相似,均是通过活性炭多孔电极与电解质形成的双电层结构来获取巨大的容量。由于其容量十分可观,在外部表现上与电池无异,因此也被称作“电容电池”。
为何有人坚信它有望超越锂电池?这主要是因为它在性能上的优势。与锂电池相比,超级电容在充放电速度、效率、循环寿命以及安全性方面都更为出色。这些特点似乎正是解决当前电动车推广难题的关键所在。
南车株机在5月份交付了全球首列配备100%低地板设计的超级电容有轨电车,这款电车运用了双电层超级电容技术,其使用寿命可达到10年,充放电次数高达100万次。列车在停靠站点时能够实现快速充电,最长充电仅需30秒,而最快仅需10秒即可完成充电过程。
超级电容在安全性方面超越了锂电池,这一点在近年来的多起事件中得到了充分体现。在过去的一年里,波音、苹果、特斯拉等知名企业都因锂电池的安全问题而陷入困境,事故频发。专家们也明确表示,锂电池的“本质”难以改变,技术上很难完全弥补其安全上的不足。相比之下,超级电容通过静电电荷来储存电能,其本身的安全性就有了可靠保障。
目前,超级电容器由于能量密度相对较低这一不足,在市场上主要还是作为锂电池的辅助角色存在。然而,随着“万能材料”石墨烯技术的广泛应用,超级电容器取代锂电池的步伐似乎正逐渐加快。
尽管关于这一议题的讨论在国内外广泛展开,且意见分歧严重,尚未形成统一看法。然而,相较于我国对锂电池的极大热情,欧美多国在处理这一问题时显得更为稳健。以德国为例,早在2008年发布的《德国国家电动汽车发展计划》中,便将超级电容和锂电池的研发置于同等重要的位置。