其次,作為超級電容器核心技術,高電導率電解液的技術突破也同樣重要。目前,超級電容器所用電解質主要為四氟硼酸四乙基銨和甲基三乙基四氟硼酸銨材料,溶劑普遍使用乙腈,其黏度低,電導率高。但乙腈毒性較大,沸點很低易燃燒,電動車使用超級電容器中出現過燃燒等安全事故。日本等一些發達國家已禁止乙腈體系超級電容器用于電動車。目前,國內外正在加緊開發如GBL、EA、PC等的新型溶劑。
最后,超級電容器單體低內阻電極工藝與裝配技術作為超級電容器核心技術之一,目前其市場主要被美國Maxwell所占據。與其使用預制厚極片貼在涂炭鋁箔上的工藝相比,國產超級電容器多采用類似鋰離子電池的直接涂炭方法其實通用性更強,如果技術攻關取得突破,隨著產業化生產,我國有望這在方面實現超越。
石墨烯到底有沒有那么神?
社會上目前對于石墨烯超級電容器的炒作比較多,但是這與實際情況還有一定距離。理想的單層石墨烯可有2700m2/g的比表面,電導率高,似乎是雙電層電容器的優良電極材料。實際可用的石墨烯是5-10層, 比表面只幾百克每平方米;它的堆積比重很小,同等體積電容器中的裝載量比活性炭少很多,電容器的重量比能量和體積比能量將進一步降低。同時,石墨烯片層邊 緣的懸鍵具有高活性(不穩定性),如用作主要儲能材料,電容器的性能將逐漸衰退。相比之下,石墨烯制備價格高昂還不是主要問題。短時間內,石墨烯作為儲能材料還難以有突破性進展,而只宜作為導電添加劑,在電極中混入1%以下的用量。
超級電容器能讓電動汽車更實用更便宜嗎?
我國超級電容器2004年,上海市在國內首先建成超級電容器電動公交線路。2012年,南車時代、宇通客車等汽車廠家已將超級電容器運用在混合動力客車。然而,由于超級電容器目前存在能量密度較低的缺點,充電一次只夠電動汽車行駛幾公里,只能在設有充電站的固定公交線路上作為“單獨”電源使用,而難以在電動汽車上普遍單獨使用。
超級電容器的成本中,作為精細化工產品的超高比表面活性炭占比很大。目前,國內相關材料的生產多為間歇式生產,效率低,產品性能不穩定,高性能的電容炭主要依靠進口。而每噸30萬元至80萬元不等的進口價格,使我們想得到“更加便宜的超級電容汽車”的夢想難以實現。要“更加便宜的超級電容汽車”,就要從電容炭降價入手。
超級電容器會引發新能源汽車革命性發展嗎?
在可見的未來,超級電容器的比能量還難以取得大的突破。新的趨勢是發展“內并”的新型儲能器件。目前,在混合電容器的基礎上,出現了新的衍生產品:混合型電池電容器、電容型鋰離子電池、電容型鉛酸電池(即鉛炭電池)等。它們的優勢明顯,一方面省去并聯線路,另一方面能夠自動調整電壓、簡化管理系統,加快電池充電。降低了使用成本。其比能量遠高于電容器,比功率和壽命卻高于電池。可以預料這種“內并聯”使用的模式將在電動汽車中獲得越來越多的應用。
儲能器件各有千秋,在互補借鑒中發展,在發展中競爭共存,不必刻意誰取代誰,讓市場去客觀評判,切忌“科技王婆”賣瓜。同時,隨著電動汽車的發展,超級電容器及其衍生產品的市場將快速擴大,對電容炭的需求將日益增加,國產化勢在必行,建議政府部門給電容炭研發和生產以大力支持。

