新风口：超级电容器

来源：中国微米纳米技术学会

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据彭博社近日报道，爱沙尼亚一家名为Skeleton Technologies的公司正在研发一种超级电容器，它具有重量轻、寿命长、能量密度高的特点，有望取代电动汽车中仍在使用的铅酸电池。

“有时人们认为铅是一个过去的问题，因为它与内燃机有关，但实际上所有的电动汽车都有12伏的铅酸电池。”Skeleton首席执行官马迪伯克说：“我们正在研究一种替代所有铅酸电池的可行方案。”

马迪伯克称，为了取代铅酸电池，Skeleton公司正在与欧洲一些主要汽车制造商合作。它的产品达到了每公斤60瓦时的能量密度，超过了普通的铅酸电池。他说，他们的原材料是一种获得专利的石墨烯复合材料，从长远来看，不仅与铅酸相比具有成本优势，而且与锂离子电池相比也具有成本优势。

铅酸电池是1859年发明的一项技术，实际上目前的电动车除了以锂离子电池作为主要的动力来源外，也仍在使用铅酸电池。

譬如，时下最红新能源电动汽车制造商特斯拉除了使用锂离子电池外，也使用相对便宜、可回收的铅酸电池。

有意思的是，在一些蛛丝马迹中找寻到，特斯拉创始人马斯克其实对超级电容器的关注由来已久。2006年，马斯克（Elon Musk）曾在一篇博客文章中写道，他在斯坦福大学攻读博士学位期间，实际上是为了研究超级电容器而来到硅谷的。

值得注意的是，最近关于特斯拉电池技术路线的猜测甚嚣尘上。

2月18日，特斯拉宣布将自主研发新电池。据悉，特斯拉自主研发的新电池含钴量可能为零。最新的新闻报道称，接近特斯拉的相关人士透露：“新电池是干电极技术+超级电容器组合，具体成分预计会在四月的特斯拉电池会议上进行说明。”

特斯拉在自主研发“无钴”电池上布局已久。早在2018年时，特斯拉CEO马斯克就在推特上表示：“现在特斯拉用的电池含钴量为3%，下一代电池含钴量要为零。”

2019年，特斯拉先后收购了超级电容、电池制造公司Maxwell和加拿大电池制造公司Hibar。

值得关注的是，Maxwell与开篇提到的Skeleton公司是竞争对手。

Maxwell的干电极技术，能够将电芯的能力密度提升到300WH/kg以上，甚至有可能提升到500Wh/kg，相较于当前特斯拉的电芯，能量密度翻了一倍。特斯拉方面称，这一收购将“增强在能源存储和电力输送方面的专业技术”。

结合之前特斯拉在无钴电池方面的动作，“干电极技术加超级电容”的新技术路线应该不是空穴来风。

中国新能源汽车发展早期，超级电容器曾有过一轮混动系统上的应用热潮，但由于国家补贴向纯电动路线倾斜，超级电容器应用发展放缓。

假使特斯拉国产车的电池真的使用“干电极技术加超级电容”的新技术路线，势必会带动中国超级电容器的应用发展。

超级电容器是指介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能器件，它具备充放电速度快和储能密度大等特点，能够在秒级时间内完成充放电并实现充放电循环运行百万次以上。如果电动汽车在电池模组中增加一组超级电容器，就可以有效地减少电池消耗速度，延长电池使用寿命，让车跑得更久、更远。

无论是单独使用还是与电池结合使用，超级电容器都能保持高功率和高稳定性，可满足交通运输、风电和电网等众多行业需求。

不过，超级电容器在被广泛采用之前还有一段路要走。Skeleton首席执行官（CEO）塔维•马迪伯克（Taavi Madiberk）承认，与目前流行的锂离子电池相比，它们在储存能量方面仍然存在差距。即便如此，该技术仍有望在极端温度下提供更高的峰值功率输出和可靠性，Skeleton公司已将其出售给运输行业的客户。

彭博社分析师弗里斯认为，如果成本变得有竞争力，超级电容器可能会找到自己的利基市场，“重型运输应用可能是超级电容器的最佳使用案例，在汽车市场的很多领域，他们肯定可以找到应用。”

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