高密度混合電力電容器:能源競賽的新方向
一家總部位於比利時的公司表示:“電力電容器”(Power Capacitors)能夠存儲比傳統鋰電池更多的電量,而且具備更高的充電/放電率,更大範圍的安全工作溫度、超長的使用壽命,而且不存在爆炸的風險。目前公司正在進行相關的測試。
2018年在德國召開的德國漢諾威工業博覽會上,來自比利時的電子工程師Eric Verhulst正在為他經營的電動汽車初創公司尋找電池解決方案。而他意外的發現了來自中國的深圳市圖門新能源有限公司所展示的產品,而且非常令他滿意。
當時圖門團隊發布了一項聲明,表示公司正在製造具備鋰電池能量密度的強大超級電容器。在接受外媒NewAtlas採訪時候,Verhulst表示:“當然這是令人難以置信的一項聲明。例如該電容器比當時最好的Maxwell要強20倍。所以我決定親自去了趟深圳,看了他們的測試,並且自己也做了一些測試。我可以確認這都是真實的。所以在2018年年底的時候,我們達成合作成為他們的獨家合作夥伴。”
Verhulst表示,他和他的團隊將這些“電力電容器”帶回實驗室,實測性能甚至要比規格表上的還要好。在實驗環境下他們進行了嚴苛的環境測試,在50攝氏度的高溫環境下充放電速率,但都沒有出現失敗的情況。
團隊對它們進行了30到50,000個生命週期的測試,而不會損失大量容量。團隊在低至-40ºC(-40ºF)和高達80ºC(176ºF)的溫度下對其進行了測試,也能夠正常工作。在充滿電放置數月之後,再次測試時電量依然保持在100%左右。
而且它們的能量密度非同尋常。最高密度的電池達到200-260 Wh / kg,與當今領先的商用鋰電池相同,但充放電速率更高,沒有爆炸的危險。
那麼它的工作原理是什麼?電力電容器採用了比較特殊的設計,介於常規超級電容器和鋰電池之間。電容器會靜態分離電荷,就像在跳線上摩擦氣球一樣。這就是為什麼它們如此擅長快速充電和放電。電池使用化學反應來存儲和釋放電荷,這會使它們變慢得多,但使它們具有更高的能量密度。
Verhulst表示,圖門的電力電容器一端是用石墨烯的變體製成的“活性炭”電極,另一端基於鋰化合物。當前有兩種變體,一種優先考慮能量密度,另一種提供最大功率。
高密度電池目前提供200-260 Wh / kg的功率,額定功率密度約為300-500 W / kg。高功率電池的功率為80-100 Wh / kg,功率密度約為1,500 W / kg,最高可達5,000 W / kg。