高能镍碳超级电容器

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2011年9月1日我国高能镍碳超级电容器​在天津研制成功，取得了我国纯电动车动力电源研究的重大突破。这种新型结构的高能镍碳超级电容器由中国工程院周国泰院士领衔的科研团队历时3年刻苦攻关成功开发的。经检测试用显示，超级电容器具有能量密度大、功率密度高、充放电效率高、高低温性能好、循环寿命长、安全环保、性价比高等诸多特点，有效解决了国内电动汽车电源技术瓶颈问题。推广使用后，将大大缓解由汽车尾气造成的城市大气污染，降低综合运营成本。经专家鉴定，该技术达到国际先进、国内领先水平，取得了纯电动车动力电源领域的重大突破。
用途
其奥秘在于采取了综合性能平衡设计思路，巧妙地将活性碳材料引入镍氢电池负极，即一个电极采用电极活性碳电极，而另一个电极采用电容电极材料或电池电极，实现了普通超级电容器与电池结合为一体，从而兼有一般超级电容器和蓄电池的优异性能。
特点
高能镍碳超级电容器是一种军民两用的新型动力电源。可解决电动汽车动力问题，还可在水面舰艇、潜艇、新型飞机、导弹以及航天领域中应用。该产品的研发成功将会对电动车产业发展带来深刻影响。这一产品集镍氢电池能量密度和电容器功率密度优势于一身，按照国家标准检测，循环寿命达5万次以上，搭载该电容器的智能搬运车实际充放电次数达1万次以上，使用温度范围从零下40摄氏度至零上70摄氏度。产品整车搭载测试结果显示：该超级电容的特性在纯电动车辆上得到充分体现，在保证一定续驶里程的基础上，可实现大电流快速充电和超长的循环使用寿命。
开发新型动力电源
2010年，天津市政府引进中国工程院院士周国泰领衔的科研团队，开发新型动力电源产品，在解放军军事交通学院建成超级电容实验室，经过刻苦攻关，在已有基础上，取得了纯电动车动力电源领域的重大突破。周国泰院士及团队采取综合性能平衡设计思路，提出了一种“内并式”超级电容器结构方案，将活性碳材料引入镍氢电池负极，使超级电容器与电池结合为一体，开发出高能镍碳超级电容器并已完成中试。
整车搭载测试
为探索高能镍碳超级电容器产品在新能源汽车上的适应性，天津市组织了整车搭载测试，周国泰院士团队与南车集团合作开发了高能镍碳超级电容纯电动大客车，与天津一汽夏利公司和天津松正电动汽车公司合作开发了高能镍碳超级电容轿车，同时还在纯电动中巴车、电动自行车、便携式红光辐照仪上配装试用。
比表面积加大
传统电容，100年前就发明了，电容是靠比表面积存储电荷，其优点是可无数次充放电，而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器，就是在研发出新材料的基础上，尽可能地扩大比表面积，使储电量大幅增加。
储电材料结构内并
电池的优点是储电量大，由电能转化成化学能，再转化成电能释放出来，其比容量比传统电容高得多。超级电容，在结构上实现了电池和传统电容的内并，实现了电池和电容的优点兼备。
安全稳定
超级电容器，充满电后用射钉枪打，使其短路，任何反应都没有；放在火上烧，即使不锈钢外壳烧红，也不会发生爆炸。
充电速度快
超级电容器，可用1500A，甚至3000A的大电流充电，单块充满电只要几秒钟，上百块串联在一起充电，6分钟可达90%以上。
功率密度高
可达 300W/KG~5000W/KG ，相当于电池的 5~10 倍。
能量转换效率高
能量转换过程损失小，大电流能量循环效率 ≥ 90%。
超低温特性好
可在摄氏零下 30 ℃ 的环境中工作。