揭秘Maxwell超級電容器核心技術

伴隨著新能源技術發(fā)展的日新月異，鋰電池、燃料電池等相關產(chǎn)品技術備受關注，而同樣作為儲能裝置的超級電容器或許還未被大眾所熟知。因具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點，超級電容器得到了業(yè)內(nèi)人士的普遍認可，且行業(yè)增長迅速。其用途廣泛，可用于公共交通，電網(wǎng)，以及眾多的工業(yè)應用領域。只要是移動的物體，超級電容器都可以來捕捉它的能源，對其進行重復使用。 　　超級電容器是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量的。與利用化學反應的蓄電池不同，超級電容器的充放電過程始終是物理過程，性能十分穩(wěn)定，故而安全系數(shù)高、低溫性能好、壽命長且免維護。 　　超級電容器的核心元件是電極，電極的制造工藝目前分為干電極與濕電極兩種技術。干電極技術是僅通過干混活性碳粉和粘合劑加工成電極。濕電極技術在制作電極的過程中，除了活性碳粉和粘合劑還需加入液態(tài)的溶劑。由于液態(tài)溶劑會影響超級電容器的工作性能，因此還需使用烘箱對其進行干化處理，將溶劑從電極中去除。這意味和干電極技術相比，濕電極技術工序更長，而且有額外的生產(chǎn)成本。另外，烘干處理很難將溶劑徹底去除。在超級電容器工作過程中，溶劑雜質(zhì)會發(fā)生反應產(chǎn)生額外物質(zhì)，影響電極和電解質(zhì)的性能。而反應產(chǎn)生的氣體更會加速超級電容器的老化。因此，采用濕電極技術的超級電容器相對壽命較短，可靠性低，穩(wěn)定性差。 　　下表列出采用干電極工藝和濕電極工藝的具體比較： 　　在生產(chǎn)成本上干電極技術也獨具優(yōu)勢。業(yè)界領先的超級電容器廠商 Maxwell 表示，他們從椰子殼、杏仁殼、麥子等多種材料中來提取超級電容器中的核心材料 -- 碳，這些新材料的應用也是降低成本的一種方式。Maxwell 還擁有集中在電極的研發(fā)、生產(chǎn)和制造上大部分專利技術，超過35項專利技術及專有干電極工藝造就了其超級電容器的卓越性能優(yōu)勢。采用這種工藝可以生產(chǎn)出擁有總成本最低的電容器單體。由于使用的是無溶劑殘留的高純度材料，這種方式也更為綠色環(huán)保和節(jié)約能源、并且可以達到百分之百的回收再利用。 Maxwell 超級電容器專利干電極工藝流程 　　在中國，超級電容器最為廣泛的應用就是城市混合動力客車制動能量回收系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，目前 Maxwell 在中國超容混合動力客車的保有量已超過一萬輛，宇通，金龍、金旅、海格、南車等國內(nèi)知名的十多家車企都已將超容成功應用于新能源汽車上，節(jié)能減排，省油環(huán)保效果卓著?？梢哉f Maxwell 超級電容器對中國混合動力客車市場的興榮發(fā)展起到了積極推動的作用。 　　今年6月，Maxwell 科技推出了2.85V/3400F超級電容器單體，為業(yè)界設立了全新的能量、功率與耐用性標準。考慮到國內(nèi)公交車行駛路面狀況的差異性較大，Maxwell 公司還專門對超級電容模塊進行了增強抗震性能的技術改進。同期推出的 DuraBlue 抗沖擊與振動技術，符合最苛刻的交通運輸環(huán)境要求，其與基于超級電容器的同類競爭產(chǎn)品相比可將抗振動和抗沖擊性能分別提高近3倍和4倍。 　　由于原材料是活性炭，無重金屬，超級電容器的安全性能也是毋庸置疑的。經(jīng)過全面的測試，在正常應用范圍內(nèi)，電解液本身并不會發(fā)生爆炸起火等安全性問題。以 Maxwell 超級電容器為例，其電解液絕大部分都滲透進入碳電極中，可流動的部分微乎其微，并且其密封性良好。另外，超級電容系統(tǒng)在設計時也有相應電氣方面的保護，若出現(xiàn)故障，則保護系統(tǒng)會隔離故障元件，保證系統(tǒng)的安全。