不知道大家有沒有坐過或是看過下圖中出現的世界首輛超級電容有軌電車——廣州有軌電車。它與普通有軌電車相比,最大的特點在于行進中不用外部供電,而是采用世界上最大功率的7000F單體超級電容器組儲能,利用??空九_上落客的時間完成充電,充電時間僅需25秒!
聽起來是不是很炫酷?而讓這輛有軌電車如此特別的超級電容器,其實是一種介于傳統電容器與電池之間的新型電源。由于使用了與鋰離子電池不同的正負極材料,因此性能差異極大,筒子們可通過下圖進行理解。
身懷著“快啟、快充”等絕技,超級電容器被廣泛地應用于工業控制、城市公交系統、鐵路樞紐、航空航天等大型設施建設中,如:①重型機械、大型卡車、輕軌車等的啟動;②飛機艙門的備用電源;③新能源汽車中與鋰電池互補使用(汽車啟動、爬坡和剎車時使用超級電容器,勻速行駛時使用鋰電池)等等。
核心所在
對于超級電容器來說,電極材料是影響整個電容器性能的核心因素,決定了它的功率和能量密度。最常見的電極材料為多孔碳材料,這些碳材料包括活性炭、碳納米管、模板碳和石墨烯等。其中,活性炭因具有原料廣泛、價格低廉、比表面積大、孔隙豐富等特點,是目前唯一得到商業化應用的電極材料。
按制造的原材料分類,活性炭可分為煤質活性炭、木質活性炭(木屑、果殼、椰殼、生物)、合成材料活性炭及其它類活性炭(骨炭、瀝青炭、紙炭等)。其中以椰子殼為原料生產的高品級活性炭,由于其在環保、飲用水凈化、軍工、儲能等領域有著不可替代的作用,近年來市場需求訊猛增長,進口量不斷增加,用于生產新型儲能器件的超級電容活性炭基本為日韓個別企業所壟斷。
產業現狀
我國超級電容產業在這數年間得到了快速發展,從2011到2016年,市場規模由13.9億元躍升至45.3億元。研究機構預測,到2018年我國超級電容行業市場規模將增至71億元。
目前,超級電容已被列入國家專項扶持重點項目,還入選了“戰略性新興產業重點產品”,相信它迎來大規模應用的契機已到。但由于超級電容活性炭是超級電容器制造的關鍵技術材料,因此若想在這一國家戰略產業取得發展,就必須要突出重圍。
令人高興的是,就在去年12月,我國市場上終于出現了通過自主研發技術批量生產的超級電容活性炭——來自廣西的北海星石碳材料有限公司在花費數年鉆研后,終于以物理法活化造孔及多項專利技術成功實現了超級電容器電極用多孔碳椰殼基活性炭的量產,率先打破了國外產品的長期壟斷,產品質量可與日韓等國的主流產品媲美,且價格遠低于進口。
目前,北海星石碳材料科技有限公司已建成年產超級電容炭300噸工業生產線,投資的“北海星石新能源材料產業園”一期工程將在2018年7月底開始試產,屆時將形成年產2000噸超級電容活性炭及年產高端活性炭2萬噸,活性炭納米超濾復合碳材料制品600噸的生產能力。二期工程預計2020年投產,超級電容器電極活性炭年產量可達5000噸,高端椰殼活性炭50000噸,活性炭納米超濾復合碳材料制品2000噸,將成為國內最大的高端椰殼活性炭生產基地,及全球最大的以椰殼為原料的活性炭單一工廠。
粉體圈:小榆
作者:粉體圈
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