超级电容与锂电技术路径之争:广阔天地,并行不悖

最新更新时间:2014-03-21来源: 21世纪电源网关键字:超级电容  锂电技术 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
    欧盟于2013年10月正式启动石墨烯旗舰项目(FET),利用高强度、高导电石墨烯薄膜材料提升电容器物理性能为其探索方向之一,并取得阶段性成果。

       超级电容在某些特定应用场景优势明显。相较于化学电池,超级电容具有瞬间释放大功率、使用寿命长,低温性能好等优势,广泛应于新能源汽车的某些特定领域。如Maxwell生产的超级电容器主要应用于混合动力客车制动能量回收系统、轨道交通的车载储能系统以及重型卡车的启动电源等方面。

       但其最大瓶颈为能量密度低(工业化应用的一般为蓄电池的5-15%),较难作为动力来源单独提供能源,未来技术发展方向为提升能量密度以及对高电压工作环境的适应性。

       “超级电容有望替代电池”论断尚无可靠依据。1)尽管引入石墨稀后,超级电容的能量密度将大幅提升,但仍远低于锂电,完美实验下(13年)超级电容能量密度为74wh/kg,而tesla所用电池能量密度近200wh/kg;另据麻省理工JoelSchindall预测,即使乐观假设,未来几年其工业化量产的储能能力最终也仅能达到电池的25%左右。

       2)超级电容工业化应用路途漫长。如AndreGEIM教授(因研制石墨烯材料获得2010年物理诺奖)所言,大功率超级电容器生产制造工艺复杂,还需继续探索经济合理的规模化生产工艺,并克服产品质量控制、工艺磨合等工业化进程中的阻碍。

       锂电也处于技术自我突破期,引入石墨烯材料亦有望提升电池性能。近十年来,工业应用的锂电能量密度已由100wh/kg提升至近200wh/kg,目前,除去尝试新的正负极材料、在隔膜与负极材料方面引入涂覆工艺、纳米技术等手段外,提高充电电压提升能量密度亦取得突破进展(如电压提高到5V左右,则以Li2MnO3-LiMO2为正极的锂电池比容量可望超过250mAh/g)。

       而此次旗舰项目旨在加速石墨烯材料商业化进程,石墨烯提升能源转化和储存效率的用于促进电池、电容及太阳能转化效率提高等各方面的研究,电池亦有望从中受益,锂电性能的提升仍有较大空间。

       广阔天地,并行不悖:作为能源系统的一部分,能量存储环节亦关乎人们的生命财产安全,对其技术路径的选择需要全面和系统的考量,除物理性能之外,配套系统完善程度、安全性、经济性均是重点考虑因素;以新能源汽车为例,动力系统需要能量存储、转化和控制三大环节的协同,不同的储能方式需匹配相应的动力转化和控制系统,以及基础配套设施(如充电桩等)。

       因此,技术路径之争并非完全取决于电池和电容某一性能的暂时提升,而是其各自配套系统共同演进、提升性价比的较量;同时,电容和锂电池性能方面互补,配合使用带来能量密度及功率密度双重提升,或是概率较大的一种演进路径。  随互联网的应用、智能时代的到来,对能源、储能的需求将几何级数增长,储能技术市场空间广阔,且由于其性能考量的侧重点不同,锂电池、电容,甚至电池配套电容等更多技术路径均将获取各自适合的发展空间。

       持续看好锂精矿-碳酸锂-锂电产业链:锂电池通过技术与性能的不断突破、规模化带来成本快速下降,其性价比已日益提升,同时伴随相关材料、配套系统的逐步完善,已具有极大的竞争优势,其在电动车领域与储能市场均前景广泛。

关键字:超级电容  锂电技术 编辑:探路者 引用地址:超级电容与锂电技术路径之争:广阔天地,并行不悖

上一篇:解析2015年电池技术是否会出现革命性变化
下一篇:数字可变电阻补偿稳压器的温度漂移

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:36

中国新能源网应邀参加2017上海锂电超级电容、新能源汽车及充电桩展
  第九届中国(上海)国际锂电工业展览会\国际充电站(桩)技术设备展览会\2017上海国际新能源汽车产业博览会将于2017年8月23-25日在上海新国际博览中心隆重举行。上届展会吸引了来自全球的500多家企业进行了锂电、动力电池、新能源汽车产业链的产品及技术展示,展示面积达35000平米,100多个参观团和45000名专业观众莅临现场参观采购。   随着国家对新能源汽车产业的大力推广,动力电池的需求不断加大,预计到2020年动力电池市场需求超70GWh左右。国内外厂商为抢占巨大的市场空间,纷纷通过CNIBF布局中国市场。   上海作为我国新能源汽车保有量最大的城市,展会在上海举行具有重要的示范效应,将有力推动电池
[新能源]
国内首个大容量超级电容混合储能调频项目成功投运
  近日,许继集团承接的华能集团福建罗源电厂超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频示范项目全功率投运成功,标志着“超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频技术研究及示范应用”项目成功实施,该项目也是国内首个大容量超级电容混合储能调频项目。   许继为该项目提供了8套2.5MW储能调频PCS升压一体机系统和6套高倍率锂电池储能系统,2.5MW升压一体机系统具备一快(响应快)、两高(转换效率高、可靠性高)、三好(交互性好、功能好、性能好)优势,结构紧凑,占地面积少,维护方便,已在电网侧、发电侧、用户侧等储能应用场景大规模应用并得到客户的一致好评;为满足快速调频需要,充分利用超级电容和电池发电响应快的特点,许继开发研
[新能源]
电动车火热,博世瞄准锂电技术开发
    随着电动车的发展日益壮大,电池也成为发展的关键因素。全球最大的汽车零部件供应商巨头博世也正在开发锂电池技术。据悉,此前博世已经与日本京都GS 汤浅国际及东京三菱商事共同成立合资公司,名为“Lithium Energy and Power”总部将设于德国斯图加特(Stuttgart)。该公司专注于开发新一代的锂离子电池技术,预计将加倍提升锂电子电池的效能,并有望搭载与新一代特斯拉车型上。     在9月2日的博世技术创新体验日中,博世集团董事会成员、亚太区负责人泰瑞来表示,博世与日本的GS汤浅株式会社以及三菱公司成立了合资公司,该公司将共同研发下一代锂离子电池,希望能够将电池的能效提升一倍。合资公司Lithium E
[汽车电子]
我国车用高能量型锂电技术获重大突破
    在“十二五”国家863计划支持下,“高能量锂离子电池系统和电池组技术开发”项目取得重大进步。昨日,据科技部网站介绍,该项目研发产品单体电池能量密度达到138.6瓦时/公斤,功率密度达到915.6瓦/公斤,循环1200次后的容量保持率为94.1%,成果已开始应用于批量生产的50安时能量型动力电池上。     其中,针对电动汽车用38.4伏/50安时电池模块能量密度达到121瓦时/公斤,功率密度达到800瓦/公斤;345.6伏/50安时的电池系统已应用于奇瑞小型纯电动轿车和奥新纯电动环卫车。     科技部网站介绍,该项目在国产化生产制造装备方面也取得了重要进展,开发了全自动密闭的自动加料系统、能自动装夹电池的电池化成
[汽车电子]
Maxwell超级电容器助地铁节能供电双赢
  美国费城地区的铁路制动能量回收项目中,锂电池和Maxwell的超级电容器组成的混合储能系统不仅回收制动时的能量用于列车加速,而且还可将多余的储存能量供给所在区域的电力运营商,用于调节电网频率。这不仅提高了供电质量,对铁路运营商而言,还是额外的收入。 在添加了以静电而非化学方式储存电量的超级电容器之后,列车将能够在制动过程中采集更多能量   列车在运行中会产生巨大的动能,但在停靠站台的制动减速过程中,该能量通常是通过制动电阻消耗浪费掉。一种节约能源的设计是将该部分制动能量反送至电网,供给其他负荷使用。但该方案的缺陷是反送的能量若过大,则有可能造成电网局部电压过高。目前来说最有效的解决方案是使用储能设备回收制
[新能源]
五种可替代锂电池的电网规模储能技术
  全球储能电池的成本正在继续下降。然而,未来的能源存储方法将从锂离子电池转向更加丰富的创新解决方案。   这是因为目前的锂离子电池最多只能达到4小时的存储时间。这使得大型风能和太阳能发电项目在没有风和太阳的情况下难以产生基本负荷。   彭博社(Bloomberg)对寻求可再生电网规模能源的公司正在试用的五种突破性的储能技术进行了研究。   1,压缩空气储能   位于多伦多的公司Hydrostor利用电力使用水来压缩空气,产生热量并储存起来。释放时,热量迫使水通过涡轮发电机将能量转换回电能。   如果用于压缩空气的能源是可再生的,这就建立了一个无排放的系统。   Hy
[新能源]
科学家展示基于植物的低成本超级电容器 具有出色储能潜力
据外媒New Atlas报道,超级电容器有可能为电动汽车铺平道路,在几分钟内就能充电,克服了广泛采用的障碍之一,并且对司机和环境有益。德克萨斯农工大学的科学家们已经展示了一种具有出色储能潜力的植物型超级电容器,为实现这一目标迈出了一步。 超级电容器几乎可以在瞬间充电,并在需要时释放出巨大的能量,是一种具有巨大潜力的储能技术。我们已经看到了一些有趣的进展,用可持续材料制造设备,包括循环利用的塑料瓶、大麻甚至废弃的烟头。 德克萨斯农工大学的团队希望利用一种天然聚合物,这种称为木质素的聚合物赋予植物和树木以刚性,。这是由造纸行业作为废品大量生产的,实际上我们已经看到了一些有趣的突破,努力将这种聚合物回收到
[新能源]
丰田开发出显著提高锂电池储电量新技术
      东京—丰田汽车公司开发了一种可以显著提高锂离子电池储电量的新技术,从而为开发更为实用的电动汽车提供了机会。   丰田汽车公司发言人PaulNolasco表示,此项进展——单晶体锂钴氧化物的加工——出自于与日本东北大学共同进行的研究。   此项新技术朝制造电量更为充足的电池迈出了一大步,但Nolasco拒绝对可能增加的电池储电量或电动车辆续航里程进行评估。   日本的《日经商报》报道称,此项技术最终将使锂离子电池能存储10倍于目前同类电池的电量。该报纸表示,此项进展大致可将行驶里程提高10倍。更高的储电量还可让丰田汽车公司减小电池组的尺寸、重量以及可能的成本。   锂离子电池被视作电动汽车大规模营销的关键
[汽车电子]
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved