超级电池的美丽与哀愁

超级电池的美丽与哀愁

　　超级电池，全称超级电容电池，对比传统的电池有着不可比拟的优势。被认为是一种可以改变电动汽车命运的技术，到目前为止，却基本没有相关的汽车产品。关于超级电容电池百度百科的解释是黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点。

　　超级电容电池 看上去很美

　　顾名思义，这种电池是由电容器组成的。电容，它就是一个储电源器件，其作用就是储存电荷，然后在需要的时候释放。但是一般的电容所储存的电荷非常少，能量密度甚至远低于蓄电池。所以，一直以来电容器一般都不作为电源来使用。

　　不过，人类的探索欲望是没有穷尽的，随着科学的进步，科学家发现了一种能储存大量电荷的电容，那就是超级电容。既然这种电池是由电容组成的，那它与传统的化学电池就有本质上的区别：

　　第一，超级电池的充放电过程不会发生化学变化，这个过程实质上就是电子的转移。没有化学变化，就不会有在化学反应中产生的次生物，材料就可以有更加持久的使用周期。超级电池循环使用寿命非常长，深度充放电循环使用次数可达50万次，这也就意味着一辆搭载超级电容电池的电动车使用至报废基本都不用换电池。

　　第二，充电速度极快，只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上，而且充电速度的快慢基本不会影响超级电池的寿命。这一点也得益于超级电池的工作没有化学反应，传统的化学电池充放电过程由于有化学反应，一旦充电过快，就会产生其他的物质，进而影响电池使用寿命。

　　第三，大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小。这一点依然得益于它的物理特性，它的放电过程，只是电子从电容的一边跑到了另一边。既然没有化学反应，大电流放电就基本不会影响使用寿命。

　　第四，比传统化学电池高数倍的能量密度。目前，中国研制的超级电容电池的能量密度就可以达到10KWh/Kg。如果按照这样的能量密度，再加上机械转化效率，1Kg超级电池基本相当于1升汽油。对比化学电池0.05-0.18KWh/Kg的能量密度，超级电池优势巨大。上次跟大家讲过，电池的原理都是电子的移动。锂电池是由负极的氢来提供电子，正极由钴酸锂或磷酸铁锂等材料得到电子，从而形成电流。大量的材料比如储氢材料，电解液，还有正极的材料，都是为了让氢的电子动起来。所以，传统电池大部分的重量都做了辅助工作，真有作用的就是氢的电子。超级电容的原理就是两块材料，给它一个电压，让电子跑到一边去，放电的时候电子多的那一块材料上的电子就会跑到少的那一块上，形成电流。所以，理论上讲超级电容所有的重量都能参与电子的流动，它的能量密度就会比化学电池大得多。

　　第五，环保。超级电池的主要材料石墨烯非常稳定，不会对环境造成破坏。所以，超级电池绝对环保。

　　这是超级电池的主要优点，还有一些小的有点诸如充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护;超低温特性好;检测方便，剩余电量可直接读出。既然超级电池有如此多的优点，为什么至今没有普及呢?

　　为什么至今没有普及呢?

　　超级电容电池的缺点和它的优点一样明显。由于超级电池过快的放电速度和过低的内阻，如果设计不好的话，本身就蕴含着“能量突然大爆发”所隐藏的风险。超级电容放电可以非常快，最大输出功率可达24KW/Kg，一个50Kg的超级电容电池，最大输出功率1200KW，一脚电门踩下去，车能飞起来。

　　自放电速度比电池快得多，通俗的说就是“存不住电”。超级电容始终是由电容组成的，电容是是由两块电极之间夹一层绝缘电介质构成，无论如何两块电极之间都会有电子的流动，这样就会造成储存电量的减少。超级电池充满电之后过一段时间就可能没电了。

　　不耐高温，超级电池的工作温度是-40-70℃，耐高寒，温度过高会影响工作，甚至损坏电池。

　　最大的缺点仍然是成本。虽然世界各国都在加快超级电容的研制，但要想超级电容在民用中普及，尚需时日。

　　我们可以看见，超级电容的缺点是可以克服，目前其技术尚不成熟。可是超级电容的发展速度非常快，在未来几年内就能运用到民用上，那为什么在汽车上仍难觅其踪迹呢?

　　超级电容电池目前在汽车领域不火的原因

　　超级电容比起传统电池有着不可比拟的优势，二者的差距就像苹果ios和诺基亚塞班。那为什么这种电池就么有运用到汽车上呢?

　　小编认为超级电池在汽车领域的“尴尬”并不是因为它的缺点无法克服。的确，超级电池现在仍有许多缺点，所以不能大规模民用，可要解决这些缺点需要的时间并不长，也许再过一两年这项技术就能民用。超级电池之所以“尴尬”，是因为它太具有革命性了。

　　我们可以想象一下，一旦这项技术成熟，可以大规模运用，会发生什么。如果出现了一辆电动车，他一次充电20分钟以内，充电之后可以跑上500公里以上，电池能用几十年，一脚“油门”下去感觉堪比跑车。如果有这么一种电动车出现了，如果油价又上升到了8块每升，那汽油车还会有多少销量。这项技术可以带动一次汽车动力革命，但显然，各国都未做好准备，包括中国。因为现在的汽车产业和社会经济经受不起这种程度的冲击。

　　而且，超级电池技术十分先进，各国在研制成功之前都会雪藏，然后在关键的时候拿出来抢占市场。就像当年的苹果，默默无闻，厚积薄发，搞出了一个iPhone4，抢占了大量的市场。这也是目前超级电池汽车看似不受关注的一个原因。

　　超级电池技术未来市场前景如何?

　　世界各国已经加快对超级电容电池的研制，在中国，超级电池也发展迅速。小编没有找到中国关于超级电池发展规划的资料，不过中国已经研制出了27KWh/Kg的超级电池，用于电磁炮的发射系统，相信不久将来可以民用。石墨烯得益于它的超高的导电性，已经成为了一种制造超级电池的优良材料。

　　一旦完全用电力来驱动汽车，世界各国的汽车产业将重新处于同一起跑线，欧美等过多年来在发动机上累积的优势将荡然无存，这也就是“弯道超车”理论，要实现这一理论，只能依靠超级电容电池。

　　所以，小编认为，超级电容电池依然会继续“尴尬”一段较长的时间，这是因为技术的研发尚需时日。但是，一旦超级电池运用到汽车领域，必将引起不小轰动，甚至取代内燃机车。超级电池现在除了成本问题，其它的都是可以解决的问题，而且解决这些小问题都不需要太多的时间。至于制造成本，就要看国家的研发了，这是大国之间的角力，谁先突破这门技术，谁就能取得未来汽车市场的先机。

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