原來充電需要10個(gè)小時(shí)的電動(dòng)自行車，現(xiàn)在僅需要3~5分鐘就可以充滿電。”近日，依托中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所建設(shè)的青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院采用石墨烯基復(fù)合電極材料，開發(fā)出容量可控的鋰離子電容器器件。以石墨烯基復(fù)合材料制備而成的鋰離子電容器首次在電動(dòng)自行車示范應(yīng)用。

      實(shí)現(xiàn)“充電式”軌道交通

　　“城際軌道1~2千米內(nèi)，新型鋰離子電容器可滿足近距離運(yùn)行，在乘客上下車的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)快速充電。”青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院副研究員韓鵬獻(xiàn)表示，在軌道交通車輛啟動(dòng)時(shí)，可以瞬間加速，在制動(dòng)時(shí)，可以將能量加以回收儲(chǔ)存。大功率快速充放電是新型鋰離子電容器的優(yōu)勢(shì)之一。

　　據(jù)韓鵬獻(xiàn)介紹，鋰離子電容器在需要大功率充放電場(chǎng)合，如高速鐵路、城際軌道交通等，可作為經(jīng)濟(jì)型環(huán)保的電動(dòng)車電源；在惡劣條件下，如極端寒冷條件時(shí)，可作為電動(dòng)汽車、坦克車、軍用運(yùn)輸車的冷啟動(dòng)電源。這種電容器可以發(fā)揮出鉛酸電池及鋰離子電池?zé)o法比擬的快速充放電優(yōu)勢(shì)，甚至在特殊場(chǎng)合下，還可作為快速能量補(bǔ)給裝置。

　　替代鉛酸電池?fù)屨际袌?chǎng)

　　據(jù)悉，青能所開發(fā)出單體150F、1000F、2000F、3500F等容量可控的鋰離子電容器，可根據(jù)不同的應(yīng)用范圍設(shè)置不同的容量。比如150F可用于小型便攜式電動(dòng)工具，2000F和3500F可用于電動(dòng)車或城際軌道。

　　目前，常見的電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車以及電動(dòng)三輪車廣泛采用鉛酸電池作為為電源。“鉛酸電池最大的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，老百姓容易接受，而其缺點(diǎn)在于使用壽命短，充放電次數(shù)僅為500次左右，且充電時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)。”韓鵬獻(xiàn)表示，除了充電時(shí)間過長(zhǎng)，鉛酸電池在遭到腐蝕后會(huì)溢出含鉛重金屬和酸性物質(zhì)，不但嚴(yán)重污染土壤和水源，對(duì)空氣環(huán)境等也會(huì)造成破壞，還會(huì)引發(fā)人體代謝、生殖及神經(jīng)等方面的疾病。

　　在各個(gè)城市大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)型環(huán)保電動(dòng)車輛的趨勢(shì)下，新型鋰離子電容器快速充電的優(yōu)勢(shì)將不斷放大。其未來方向之一，將是替代現(xiàn)有的鉛酸電池，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車的真正綠色環(huán)保。

　　延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間更安全

　　“目前，鉛酸電池的市場(chǎng)價(jià)約為300~500元/塊，新型鋰離子電容器的價(jià)格與鋰電池相比差不多，大約為1000元/塊。”韓鵬獻(xiàn)表示，“采用新型鋰離子電容器作為電動(dòng)車電源，相比于鉛酸電池，其綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出，充電速度也得到明顯提升。”

　　據(jù)悉，鉛酸電池需要10小時(shí)左右方可充滿電，鋰離子電池的充電時(shí)間約為1~3個(gè)小時(shí)，新型鋰離子電容器僅需3~5分鐘即可，且其壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬次，相比鉛酸電池(500次左右)和鋰離子電池(1000次左右)，長(zhǎng)期使用的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)十分明顯。另外，與常規(guī)雙電層超級(jí)電容相比，新型鋰離子電容器的能量密度是其的10余倍，在替代雙電層超級(jí)電容器市場(chǎng)方面潛力巨大。

　　“我們正在與國(guó)內(nèi)一些電動(dòng)車企業(yè)洽談合作，初步定位于將新型鋰離子電容器作為電動(dòng)車啟動(dòng)電源以及經(jīng)濟(jì)型環(huán)保電動(dòng)自行車電源進(jìn)行示范推廣，通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓或參股形式進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。”韓鵬獻(xiàn)表示，“由于新型鋰離子電容器的市場(chǎng)前景廣闊，不少企業(yè)都想搶占市場(chǎng)制高點(diǎn)。下一步我們將圍繞提高器件能量密度，解決惡劣工況條件下保持高性能等方面展開科技攻關(guān)，進(jìn)一步提升該型電容器的技術(shù)水平，延長(zhǎng)其續(xù)航時(shí)間的同時(shí)，提高在低溫環(huán)境下使用的安全系數(shù)。新型鋰離子電容器的性能提升后，再進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，企業(yè)進(jìn)行大批量生產(chǎn)后的利潤(rùn)也會(huì)相對(duì)'豐厚'。”