原來充電需要10個小時的電動自行車，現(xiàn)在僅需要3~5分鐘就可以充滿電。”近日，依托中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所建設(shè)的青島儲能產(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自行車示范應(yīng)用。

      實現(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行，在乘客上下車的時候?qū)崿F(xiàn)快速充電。”青島儲能產(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時，可以瞬間加速，在制動時，可以將能量加以回收儲存。大功率快速充放電是新型鋰離子電容器的優(yōu)勢之一。

　　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)保的電動車電源；在惡劣條件下，如極端寒冷條件時，可作為電動汽車、坦克車、軍用運輸車的冷啟動電源。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，甚至在特殊場合下，還可作為快速能量補給裝置。

　　替代鉛酸電池?fù)屨际袌?/p>

　　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工具，2000F和3500F可用于電動車或城際軌道。

　　目前，常見的電動自行車、電動摩托車以及電動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)勢在于生產(chǎn)工藝相對簡單，價格低廉，老百姓容易接受，而其缺點在于使用壽命短，充放電次數(shù)僅為500次左右，且充電時間可長達(dá)數(shù)小時。”韓鵬獻(xiàn)表示，除了充電時間過長，鉛酸電池在遭到腐蝕后會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，對空氣環(huán)境等也會造成破壞，還會引發(fā)人體代謝、生殖及神經(jīng)等方面的疾病。

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

　　延長續(xù)航時間更安全

　　“目前，鉛酸電池的市場價約為300~500元/塊，新型鋰離子電容器的價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車電源，相比于鉛酸電池，其綠色環(huán)保優(yōu)勢突出，充電速度也得到明顯提升。”

　　據(jù)悉，鉛酸電池需要10小時左右方可充滿電，鋰離子電池的充電時間約為1~3個小時，新型鋰離子電容器僅需3~5分鐘即可，且其壽命長達(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)，長期使用的性價比優(yōu)勢十分明顯。另外，與常規(guī)雙電層超級電容相比，新型鋰離子電容器的能量密度是其的10余倍，在替代雙電層超級電容器市場方面潛力巨大。

　　“我們正在與國內(nèi)一些電動車企業(yè)洽談合作，初步定位于將新型鋰離子電容器作為電動車啟動電源以及經(jīng)濟(jì)型環(huán)保電動自行車電源進(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前景廣闊，不少企業(yè)都想搶占市場制高點。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，延長其續(xù)航時間的同時，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)后的利潤也會相對'豐厚'。”