電容器將取代鋰離子電池?這和沖壓有什么關(guān)系?

電容器將取代鋰離子電池?這和沖壓有什么關(guān)系?

Oct 28, 2021

 電子元器件之一的電容器(capacitor)因為能夠在短短幾十秒內(nèi)充滿電、充放電數(shù)百萬次也不會劣化且不需要沖壓成形而受到關(guān)注。通過開發(fā)新材料等,電容器可儲存的能量(能量密度)也在提高。目前廣泛使用的鋰離子電池的安全性和廢棄時的環(huán)境污染問題受到擔(dān)憂,而電容器作為可以部分替代鋰電池的產(chǎn)品而被寄予厚望。

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電容器是使電子直接吸附在電極表面來儲存電能的裝置。由于不需要沖壓成形轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,充電速度比電池快。最高可耐受數(shù)百萬次充放電,功率比鋰離子電池大10倍以上。但電容器的缺點是能量密度低,但最近通過采用新材料,這一缺點正在逐步得到改善。

日本大型商社丸紅6月與其出資的愛沙尼亞企業(yè)Skeleton Technologies簽署了銷售該公司電容器的合同。向歐美汽車制造商等供應(yīng)的產(chǎn)品也已經(jīng)開始在亞洲銷售。

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Skeleton銷售的蓄電池

Skeleton的電容器使用的碳基新材料具有較大的表面積,達(dá)到了全球最大級別的能量密度。據(jù)稱,目前還在開發(fā)能量密度達(dá)到現(xiàn)在8倍左右的產(chǎn)品,目標(biāo)是部分取代鋰離子電池。

美國特斯拉也在采取行動。該公司首席執(zhí)行官(CEO)埃隆·馬斯克過去曾預(yù)言純電動汽車(EV)未來將由電容器驅(qū)動行駛。特斯拉2019年以2.18億美元的價格收購了擁有電容器技術(shù)的美國麥克斯韋技術(shù)(Maxwell Technologies),目前被認(rèn)為正在推進(jìn)技術(shù)開發(fā)。

今年3月,日本制紙和東北大學(xué)開發(fā)出了使用源自木材的新材料“纖維素納米纖維(CNF)”的電容器。纖維素納米纖維因電極表面的凹凸多、表面積大,可大幅增加蓄電量。日本制紙和東北大學(xué)計劃對其進(jìn)行疊層,2025年啟動蓄電裝置的營銷提案。

電容器開發(fā)進(jìn)程加快的背景原因是,鋰離子電池存在短路起火、廢棄時重金屬外漏的風(fēng)險。

但有觀點認(rèn)為,電容器“可能會與鋰離子電池形成共存”(東京理科大學(xué)教授堀洋一)。電容器只能在電極表面儲存電能,從根本上來說,能量密度不如電池。另外成本方面也面臨課題。以用于純電動汽車(EV)時為例,可以設(shè)想的用途比如,平時可以通過電池驅(qū)動行駛,加速和爬坡時則依靠大功率電容器驅(qū)動行駛。

關(guān)于最大限度地利用電容器快速充電的實例,在中國和法國等地,僅依靠電容器驅(qū)動行駛的巴士和有軌電車已投入運行。每次在公交??奎c或車站停泊時進(jìn)行充電。據(jù)說幾十秒就能充滿電。

電容器和鋰離子電池都不是完美無缺的技術(shù)。需要根據(jù)它們的特點靈活加以運用。

鋰電池需要沖壓成形的大量電池殼沖壓件,包括鈑金折彎成形的電池箱,沖壓成形的電池包,以及數(shù)以千計的深拉伸成形的電池殼,刺激相關(guān)的機械壓力機的生產(chǎn)與銷售。電容也需要電容殼,一般是鋁制或者塑料件,對機械式?jīng)_床的需求會減少很多。

轉(zhuǎn)自 日經(jīng)新聞

 

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