锂离子超级电容器充电不用60秒


  通过结合超级电容器和锂离子电池的化学反应,一家名为伊奥克素斯(Ioxus)的公司创造了一种混合储能装置,这种装置能在几分钟内给电动工具充满电,而且可能永远不需要更换。该公司表示,未来的款式也许可以用来采集车辆制动的能量。

  超级电容器在几秒钟内捕捉和释放能量,而且可以这样进行数百万次,但他们只存储大约5%那么多的能量,这是对比锂离子电池而言。而这种混合动力装置可以存储两倍多的能量,这是对比相同体积的标准超级电容器来说的。这仍远远少于锂离子电池,但这种混合装置可充快速电超过两万次,相比之下,只有几百个周期的是典型的电池。

  电动交通工具使用这种锂离子超级电容器,行驶距离只有使用电池时的1/15,但充电只需一分钟。“我们的产品是为了给周末活动的人,他们不是每天都使用电动汽车太多,”马克·麦戈(Mark McGough)说,他是伊奥克苏斯公司的首席执行官。该公司位于纽约昂你昂特(Oneont),已经制成传统的超级电容器,可用于混合动力电动客车,也可用于发动机启停系统,用以提高汽车的燃油经济性。

  这种混合储能装置包含一个蚀刻的铝膜,铝膜一面涂有碳悬浮体(carbon slurry),类似的电极见于超级电容器中。另一个电极在薄膜的另一面,这一面的涂层不是碳,而是锂离子材料,可提供更高的存储容量。薄膜卷成筒状,这就制成成品装置。

  超级电容器正在进行测试,是在一些城市公交车上进行的,可采取这种方式来捕捉制动产生的能量,并迅速释放这种能量,进行再加速,这种方法有望提高燃油效率。如果混合锂离子超级电容器可以扩展,就可以进一步提高燃油效率,因为可以存储更多的能量。但其充电循环寿命将需要改进,因为车制动系统需要充电数十万次。

  混合动力锂离子超级电容器的概念已经存在了20年,但有更多的需求是属于其他类型的能量储存设备,西奥多·博恩(Theodore Bohn)说,他是阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)先进动力总成研究基地(Advanced Powertrain Research Facility)的工程师。

  博恩说,混合动力技术却可以理想地进行小型的重量轻的应用,这将受益于超级电容器的一些功率优势和电池的一些能源优势。“混合动力有益于功率脉冲和能量,”他说。

  只有另外一家公司,就是东京的捷时雅迈科 (JSR Micro)公司制造的混合动力设备是属于这种类型的,已经把它们推向市场了,那是在2009年。该公司表示,这种设备的能量密度三倍于传统的超级电容器,充电循环寿命是10万次。杰夫·迈伦(Jeff Myron)是捷时雅迈科公司的项目经理,他说,该装置的主要意图是作为一种备用电源,用于医疗成像设备。