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第一辆来电的兰博基尼,动力储能装置是比锂电池更好的超级电容器?

 扫地僧一一 2019-01-06

北极星储能网讯

兰博基尼的首辆电动汽车使用了超级电容器进行动力储能,为什么顶级超跑商选择使用超级电容器动力储能而不是锂电池呢?在中国,超级电容器的企业与市场如何,下面小编就带着大家来看看:


如今的汽车界,没一辆已经上市或者发布的新能源车型,都不好意思说自己是个汽车厂。最起码也要像柯尼塞格那样,说一下自己对研究新能源车型非常感兴趣,以期沾上时代变革的光。

在超跑圈,“来电”的例子已经有不少,而且都不是泛泛之辈。目前世界上三大量产 Hypercar——保时捷 918、法拉利 LaFerrari、迈凯伦 P1,车内都有电动机的存在。

另一边厢,以挑战传统超跑厂商之名而生的兰博基尼,却至今没有一款新能源 Hypercar。这不仅关乎意大利狂牛的面子,更会影响到背后大众集团的品牌高度。

所以,Terzo Millennio 应运而生。

 

这辆名字相当拗口的 Hypercar,是一辆纯电动概念车。Terzo Millennio 的意思是“第三个千年”,兰博基尼的口气一如既往地狂——这辆车就是他们心中人类第三个千年的技术结晶。

而事实上,Terzo Millennio 的确有这样命名的底气。这款车的电池封装方式是闻所未闻的——车壳子就是电池。

最壕的牌子,找最牛的实验室——Terzo Millennio 是兰博基尼与麻省理工合作研究的产物。在 MIT 的帮助下,兰博基尼以纳米碳纤维技术将电池镶嵌在车身外壳与内部的夹层中,而不是像大多数电动汽车那样放置在底盘。

可是,传统 18650 锂电池的直径是 18mm,这已经比汽车外壳的厚度都要厚多了,而最新的 21700 电池直径更大,达到了 21mm,兰博基尼到底用了什么黑科技将电池做在车身里面的?

其实,兰博基尼根本没有用电池,或者说,没有用传统意义上的电池。

Terzo Millennio 的储能设备,叫做超级电容器

超级电容并不是什么新鲜玩意,最早在上世纪 70 年代,超级电容就已经诞生,到了 90 年代,超级电容就已经广泛应用在电子工业的各个领域。

那么,比起目前常用的锂电池,超级电容到底好在哪里,才能让兰博基尼如此特立独行?

我们总结了一下,应该是这样的:超级电容又猛又持久。猛的定义,在于速度,而电动汽车速度的基础,就在于充放电。

超级电容的放电电流可以达到锂电池组的数十倍,平均功率密度达到了 3-10W/g,而传统锂电池的功率密度只有 0.3-1.5W/g。与此同时,超级电容也能够承受数十倍于锂电池的充电电流,在充电电压相同的基础上,超级电容的充电速度能够缩短到锂电池的数十分之一——而且超级电容是可以同时高速充放电的。而超级电容的持久,说的则是充放电寿命。

超级电容的储能过程是通过分离正负电荷进行储能,属于物理储能方式,不涉及化学反应。而传统锂离子电池的储能过程通过电解质,将锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,是一个化学反应过程。因此,超级电容拥有比电池长得多的充放电寿命——可以达到上百万次,而锂电池往往只有上千次。


又猛又持久的超级电容,比起锂电池组,还有两个至关重要的优点。

还记得 Terzo Millennio 最大的特点么?之所以兰博基尼可以做到“车身就是电池”,就是因为超级电容依然是个电容,可以做到超小的单个体积,而且超级电容对电路复杂程度的要求极低,可以直接焊接在电路上,这样一来,储能装置的厚度可以控制得极低,体积的灵活程度也同样是锂电池比不了的。


所以说超级电容就是个完美无缺的东西了?


事实上,超级电容距离大规模商用,目前还有两个致命的缺点:又小又贵。

小指的是容量小,目前,哪怕是最顶级的大学实验室制造出来的超级电容,能量密度也只有不到 50Wh/Kg,还不到现阶段顶级锂电池组的四分之一。预计到 2020年,最顶级的超级电容才会达到 200Wh/kg

贵的意思大家都懂了,只有兰博基尼才消费得起的储能介质,消费级车型就先等等吧~

Terzo Millennio 只是一辆2018年 3 月份在日内瓦车展上面发布的概念车,并不会投入量产。但是将于2019年发布,2020 年上市的首款混合动力兰博基尼,则已经确定会采用超级电容作为电机的能量源泉。


中国的超级电容器市场是怎样的呢?


在超级电容器产业化方面,国内企业如上海奥威科技、哈尔滨巨容新能源、辽宁百纳电气、北京合众汇能、北京集星科技、锦州凯美能源、深圳今朝时代等公司已经崭露头角。在看到超级电容器的巨大需求和赚钱效应后,深圳惠程、江海股份等公司也纷纷介入。

从构成看,超级电容器主要由电极、电解液、隔膜、引线等辅助材料组成,其中电极、电解液和隔膜材料(特别是电极材料)对超级电容器的性能起着决定性的影响,也基本决定最终产品的类型与特性。电极、电解液和隔膜的先后顺序也是对三者技术难度的排序,目前电极技术壁垒最高,电解液次之,隔膜相对容易(竞争较为激烈)。

超级电容器产业链构成

资料来源:公开资料 智研咨询整理

1、电极材料市场状况

在超级电容器的研究中,许多研究工作都是围绕着开发各种具有高比能量和高比功率的电极材料进行的。具有高比表面积较小内阻的碳材料已广泛应用于双电层电容器中。采用过渡金属氧化物、水合物等材料和掺杂聚合物的法拉第电容器也逐渐得到开发应用。碳材料作为已经商业化的超级电容器电极材料,它的研究已经非常深入,其包括活性炭、炭气凝胶、碳纳米管、石墨等。在这些电极材料表面主要发生的是离子的吸附与脱吸附。它们共同特点是比表面积大,但是碳材料并不是比表面积越大,比电容就越大。只有有效表面积占全部碳材料表面积的比重越大,比电容才越大。

电极材料主要供应商情况分析

资料来源:公开资料整理

2、电解液市场状况

超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能装置,集高能量密度(与传统电容器相比)、高功率密度、长寿命等特性于一身,具有工作温度宽、可靠性高、快速充放电等特点。在通讯、电子、铁路、航空、航天以及军事等领域具有广泛的用途。利用超级电容和二次电池组成混合动力系统,能够很好地满足电动汽车起动、加速、能量回收等高功率的需要,近年来已成为研究的热点。电解质是超级电容器的重要组份部分,寻找合适的电解液是超级电容器目前研究的重点之一,超级电容器采用的电解质主要为四氟硼酸或六氟磷酸的季铵盐。

电解液主要供应商情况分析

资料来源:公开资料整理

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