[转贴]超级电容器研制成功,中国又一项重大科研突破

阳光下

据解放军报报道：记者今天在天津市政府举行的产品发布会上获悉，我国高能镍碳超级电容器在津研制成功，取得了我国纯电动车动力电源研究的重大突破。　　　　 　

　 这种新型结构的高能镍碳超级电容器是在天津市重大项目科技支撑计划的支持下，由中国工程院周国泰院士领衔的科研团队历时3年刻苦攻关成功开发的。经检测试用显示，超级电容器具有能量密度大、功率密度高、充放电效率高、高低温性能好、循环寿命长、安全环保、性价比高等诸多特点，有效解决了国内电动汽车电源技术瓶颈问题。推广使用后，将大大缓解由汽车尾气造成的城市大气污染，降低综合运营成本。　　　　

　　 周国泰院士介绍说，以一辆公交车为例，采用超级电容器后，每年就可节约运营费用约13.5万元。这个项目的研发成功，将推动我国超级电容器产业发展，对抢占世界新能源汽车科技制高点、缓解能源紧张有重要作用。　　　　

　　 据悉，天津市将致力于推动高能镍碳超级电容器产品在津实现规模产业化。通过聚集各方面优势，在津建立高能镍碳超级电容器产业化基地，一期达到年产1000万只30亿安时的产能，二期工程将建成1亿只300亿安时生产能力。　　　　 　　

　　　　 高能镍碳超级电容器，成为一种用在电动车上的全新电源，周国泰说：“实现了几个突破。”　　　　

　　周国泰介绍，高能镍碳超级电容器，首先在加大材料的比表面积上实现突破。传统电容，100年前就发明了，电容是靠比表面积存储电荷，其优点是可无数次充放电，而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器，就是在研发出新材料的基础上，尽可能地扩大比表面积，使储电量大幅增加；第二，超级电容在正负极的材料结构上获突破。电池的优点是储电量大，由电能转化成化学能，再转化成电能释放出来，其比功率比传统电容高得多。超级电容，在结构上实现了电池和传统电容的内并，实现了电池和电容的优点兼备。　　　

　 锂离子电池，不是业界推崇的电源吗？周国泰说：“技术还不过关!”他将这种电池与超级电容器作了比较。　　

　　 第一，锂离子电池存在安全隐患。锂离子、有机电解质，其本身有易燃、易爆性，杭州、上海曾发生的电动汽车自燃事件，今天谈起来还让人后怕。超级电容器，充满电后用射钉枪打，使其短路，任何反应都没有；放火上烧，不锈钢外壳快烧红了，也没发生爆炸。锂离子电池，一旦发生短路，就会燃烧或者爆炸。　

　　　第二，锂离子电池，基本是300A电流充电，时间长，一次充电要6?8小时，使用不方便。超级电容器，可1500A，甚至3000A大电流充电，单块充满电只要几秒钟，上百块串联在一起充电，6分钟可达90%以上。　

　　　第三，锂离子电池寿命短。充放电的标准是2000次，目前很少有能达到的，即使达到了，性价比不实用。超级电容器，可大电流充电，瞬间大电流放电，效果理想，充放电可达5万?50万次，而充放电的国家标准是5万次。就说在淄博那次试验，公交车装上超级电容器充电后，乘坐满员，上了高速路，时速120公里，一次充电跑了210公里。使用超级电容器的小轿车，瞬间可大提速，时速可达130公里。

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这个玩意我期待了很久。不过这个消息到底是真是假或者说有多少水分还不好说。在未来，能量的产生可以有多种方式，如风电、核电、水电等等，但只有有效存储的普及，才能真正实现环保的效果。

［此帖子已被 阳光下 在 2011-9-3 20:56:04 编辑过］

flying

没有具体的技术参数，无法对比分析评判！

一般而言，超级电容的最大劣势，就是比能量太低，公交车(每站充电)勉强可用。

数年前美国有一个电容新产品，利用特殊的绝缘介质，大幅度提高了电容的耐压值，使电容的比能量提升很多。

但高压电容的自放电，以及自身的稳定可靠性似乎是致命的问题。

转帖：http://zhidao.baidu.com/question/315124598.html

该报道有诸多疑点和不符合科学的地方：分析如下：
1、整篇报道中没有该电容器的比能量和比功率大绝对值，只有一些含糊的表述，比如是锂电池的2/3等等，到底是什么锂电池？对于搞电池的专业人士而言，没有这两个基本指标，就等于忽悠。
2、如果按照成果鉴定会的说法，是国际先进，国内领先，就没有什么大不了的，这是成功鉴定的通用说法，所谓国际先进，指的是和国际先进水平接近，国内领先，指的是国内最高水平了。但是，国际最先进水平的超级电容器目前的比能只有不到10wh/kg，只是磷酸铁锂电池的1/10，和锂电2/3相差甚远，前后矛盾。
3、公交大巴以120km/h的时速运行，假设12M公交的满载质量为16吨，空气阻力加滚动阻力之和大于5000N，时速=120/3.6=33m/s，所需功率为165kw，行驶100km需要能量不小于140kwh。如果使用10wh/kg的超级电容，需要电容的重量14吨，不知道这台公交车怎么做？还能不能座人？
4、中国科技界的浮夸风如此之严重，中国政府官员如此之无知，或者急功近利到如此地步，让人跌破眼镜。想当年上海交大的中国芯集成电路，也是院士的鉴定，上海市科委和国家科技部竟然大肆宣传，并投入上亿元，让当时在motorola工作的中国设计工程师们笑掉大牙，哪位从MotorolaIT事业部混了几年的普通工程师，跑到上海交大竟然成了知名教授，偷了几块Motorola的集成电路，磨掉标牌，打上中国芯的标签，竟然让中国科学院的院士们竟然相信，在中国的高校里诞生了世界一流水平的集成电路！一个连高纯度硅晶片都做不出来的大学，短短几年就搞出来0.8um的CPU？不知道这些科技骗子和政府官员一起骗走了纳税人几个亿，此事后来不了了之。
现在又跑出来一个能解决纯电动所有难题的超级电容发明，和那位CCTV宣传的南京的磷酸铁钒锂电池的农民发明家，真是你方唱罢我登台。好不热闹。深圳比亚迪的“铁电池”纯电动，北京福田的油电混合（购买美国伊顿产品，一组装就是自主创新），南京的新型锂电池，现在又是天津的超级电容，越吹越神了，现在连中国军方的少将院士也出来忽悠，比大跃进年代的放卫星放的更高了。

阳光下

还有视频

http://fj.qq.com/a/20110902/000225.htm

阳光下

继续转帖

　　现代电动汽车一般可分为三类：纯电动汽车（PEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式（Plug-In）混合动力汽车，简称PHEV。目前在全世界，电动汽车一直是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。
　　
　　然而，制约电动汽车发展的瓶颈，还就是电池。世界电动车协会主席陈清泉在2011中国长春国际汽车论坛上表示，当前我国电动汽车电池技术存在两个明显缺点：第一个缺点就是缺乏深层次技术。比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等，在这些方面我们研发还不够，没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚；另一个缺点是缺乏评价体系。比如电池的安全性怎么样，在高温、低温环境下能不能正常工作，这些都没有一个好的评价。
　　
　　有资料介绍，电动汽车对电池的要求比较高，电池要具备高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能，循环和使用寿命要长。铅酸电池，虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低，但是高的性价比使其应用广泛，然而带来的是严重的环境问题。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完后回收处理难，若遗弃会对环境造成严重污染。
　　
　　目前，越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池，但这种电池的缺陷十分明显，前面已叙。
　　
　　“针对目前各种电池的缺陷，我们开发了超级电容器。”周国泰顿了一下，说，这种电容器的技术优势前面说了。所以，很顺利地通过了天津市科委组织的成果鉴定。
　　
　　高能镍碳超级电容器，老百姓也用得起
　　
　　有专家说，目前，几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势，但种种迹象表明，电动汽车离我们还是比较遥远。但电动自行车风靡全国，每天提几公斤的电池上下楼，在居民小区并不鲜见。电动汽车怎么办？
　　
　　为此，有学者发表文章，对电动汽车提出种种担忧和质疑。有说电动汽车在电池上不成熟的，有说原子电池、聚合物电池、燃料电池、锂离子电池等任何电池都不环保的，各种议论不绝于耳。
　　
　　有各种质疑和担心，也属正常。科技创新，正是在质疑中前行、在争论中创新的。说着，周国泰从沙发上站起来：“在发展电动汽车的过程中，有各种担心，是可以理解的。电池的问题卡住了电动汽车的脖子，这也是事实。”他扳着手指头，就说公交车吧，一辆公交车，走100公里，若用油30升，按8元1升算，要240元；而用电，走100公里。用电70度，每度电平均按6毛钱算，是42元钱。还是用电省吧。因此，发展电动车，不应动摇！
　　
　　还以锂离子电池为例，与超级电容器比，锂离子电池成本7万元，充电2000次，每充电1次按行驶100公里算，20万公里就要更换电池；超级电容器，也按充电1次行驶100公里算，可充电5万次，甚至可达10万次、50万次，超级电容器的价格不高于锂离子电池。超级电容器回收后，对材料再激活处理后还可以使用。计算一下，综合成本有多低！这样，老百姓是不是就能用得起了？
　　
　　超级电容器的生产是环保的，你可以到淄博年产100万只的生产基地去看，生产车间，只有一个地漏，那是用来打扫卫生冲水用的，整个生产过程，不产生废水、废气，没有污染排放。还用担心环保问题吗？

湘宁

放卫星的多了，有些懒得信这些新闻的真假了。大浪淘沙，五年后看这一大堆新能源企业能剩下几家咯？

midsmile

中国新能源道路上里程碑

traveller69

中国扯蛋的事情太多，还是山寨靠谱一点。

阳光下

还有一个。。

新型超级电容可在不到1毫秒的时间内可完成充电
　　更新：2011-06-22 11:41:49　作者：escn　来源：人民网 点击：266次　【字号：大 中 小】
　　 美国自动化世界网站6月13日报道，美国德克萨斯大学奥斯汀科克雷尔工程学院的研究人员在材料科学和机械工程学教授罗德尼?鲁夫的带领下，制成了一种新型超级电容（DLC），可在不到1毫秒的时间内可完成充电。据悉，该电容已在交流电路的测试中获得了成功。相关论文发表在近期出版的《科学》杂志上。
　　
　　　　据了解，超级电容也称双电层电容器，是一种新型储能装置。通常能在几秒钟内完成充电，此外还具有容量大、功率高、使用寿命长、经济环保等特点，在数码相机、掌上电脑、新能源汽车等领域都有着广泛的应用价值。
　　
　　　　超级电容主要通过导体的表面来存储电荷，因此用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。据悉，目前现有的超级电容大多采用多孔化活性炭结构来扩大储能面积，这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离，使其与普通电容相比储能容量更大，与电池相比能量传递速度更快。不过，就某些设备而言，区区几秒的充电时间仍然显得有些长，因此科研人员一直在试图进一步缩短其充电时间。
　　
　　　　美国俄亥俄州谢克海茨市JME电容公司总裁约翰?米勒表示，这次研发实际上是对此前的超级电容的结构和电极进行了新的设计，使其充电的时间缩短到了200微秒。而人类每次眨眼的时间约为0.2秒至0.4秒，即20万微秒至40万微秒，这种超级电容的充电时间比人类眨眼时间还短。
　　
　　　　据了解，该电容整体由一组与底座垂直的石墨烯基片构成：石墨烯基片只有一个原子厚，由等离子体化学沉积而成；其基座由10纳米厚的石墨制成。米勒形象地称其为“一组600纳米高的土豆片并排站在一起”。实验显示，与原先的多孔化活性炭结构制成的超级电容相比，新电容效率更高，能在更短的时间内完成充电。
　　
　　　　研究小组称，这种新型超级电容不但能够取代比其大6倍的传统电容以腾出更多的空间，还能更好地平抑电路中的电压波动。此外，该电容还在一个交流整流滤波电路的测试中获得了成功，而先前由于多孔化活性炭电阻率明显大于金属，超级电容曾一度被认为不能用于交流电路。
　　
　　　　罗德尼?鲁夫教授表示，下一步他的科研小组还将设法使石墨烯薄片变得更长、更平行，以在最大电容量和离子流最小束缚中找到一个平衡点，使超级电容发挥出更好的性能。另外，据他介绍，随着重量和尺寸逐渐缩小，超级电容还将在航空、航天、军事等更多领域获得应用。