電容器將取代鋰離子電池?

電容器將取代鋰離子電池?

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電容器將取代鋰離子電池?

2021-10-28

 電子元器件之一的電容器(capacitor)因為能夠在短短幾十秒內充滿電、充放電數百萬次也不會劣化而受到關注。通過開發新材料等,電容器可儲存的能量(能量密度)也在提高。目前廣泛使用的鋰離子電池的安全性和廢棄時的環境污染問題受到擔憂,而電容器作為可以部分替代鋰電池的產品而被寄予厚望。

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電容器是使電子直接吸附在電極表面來儲存電能的裝置。由于不需要轉換為化學能,充電速度比電池快。最高可耐受數百萬次充放電,功率比鋰離子電池大10倍以上。但電容器的缺點是能量密度低,但最近通過采用新材料,這一缺點正在逐步得到改善。

日本大型商社丸紅6月與其出資的愛沙尼亞企業Skeleton Technologies簽署了銷售該公司電容器的合同。向歐美汽車制造商等供應的產品也已經開始在亞洲銷售。

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Skeleton銷售的蓄電池

Skeleton的電容器使用的碳基新材料具有較大的表面積,達到了全球最大級別的能量密度。據稱,目前還在開發能量密度達到現在8倍左右的產品,目標是部分取代鋰離子電池。

美國特斯拉也在采取行動。該公司首席執行官(CEO)埃隆·馬斯克過去曾預言純電動汽車(EV)未來將由電容器驅動行駛。特斯拉2019年以2.18億美元的價格收購了擁有電容器技術的美國麥克斯韋技術(Maxwell Technologies),目前被認為正在推進技術開發。

今年3月,日本制紙和東北大學開發出了使用源自木材的新材料“纖維素納米纖維(CNF)”的電容器。纖維素納米纖維因電極表面的凹凸多、表面積大,可大幅增加蓄電量。日本制紙和東北大學計劃對其進行疊層,2025年啟動蓄電裝置的營銷提案。

電容器開發進程加快的背景原因是,鋰離子電池存在短路起火、廢棄時重金屬外漏的風險。

但有觀點認為,電容器“可能會與鋰離子電池形成共存”(東京理科大學教授堀洋一)。電容器只能在電極表面儲存電能,從根本上來說,能量密度不如電池。另外成本方面也面臨課題。以用于純電動汽車(EV)時為例,可以設想的用途比如,平時可以通過電池驅動行駛,加速和爬坡時則依靠大功率電容器驅動行駛。

關于最大限度地利用電容器快速充電的實例,在中國和法國等地,僅依靠電容器驅動行駛的巴士和有軌電車已投入運行。每次在公交??奎c或車站停泊時進行充電。據說幾十秒就能充滿電。

電容器和鋰離子電池都不是完美無缺的技術。需要根據它們的特點靈活加以運用。

鋰電池需要沖壓成形的大量電池殼沖壓件,包括鈑金折彎成形的電池箱,沖壓成形的電池包,以及數以千計的深拉伸成形的電池殼,刺激相關的機械壓力機的生產與銷售。電容也需要電容殼,一般是鋁制或者塑料件,對機械式沖床的需求會減少很多。

轉自 日經新聞


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