影響馬達(dá)性能的線圈 (上)
業(yè)界對(duì)大容量電容器的期待日益高漲。目前,作為蓄電器件開(kāi)發(fā)鋰離子充電電池的企業(yè)有很多,但因用途的不同,輸出特性和充放電循環(huán)壽命存在極限,而且在安全方面也有人表示擔(dān)憂(yōu)。
在電容器中,開(kāi)發(fā)歷史較長(zhǎng)的是雙電層電容器(EDLC)。
大容量EDLC受到關(guān)注的原因
主要原因在于最近幾年頻繁發(fā)生的各種充電電池起火事故。例如,從2011年開(kāi)始,多次聽(tīng)到配備中國(guó)產(chǎn)鋰離子充電電池的純電動(dòng)汽車(chē)(EV)起火的新聞——乘用車(chē)和巴士配備的鋰離子充電電池突然起火,在路上就燒起來(lái)了。
這些火災(zāi)事故雖然少不了鋰離子充電電池的設(shè)計(jì)和制造失誤的原因,但我認(rèn)為還有其他因素。比如,BMS(電池管理系統(tǒng))與確保安全性的關(guān)系重大。
通過(guò)在控制鋰離子充電電池的BMS上組合使用EDLC,可降低電池起火的危險(xiǎn)性。純電動(dòng)汽車(chē)(EV)和混合動(dòng)力車(chē)(HEV)等不消說(shuō)是需要大電流的。如果單以鋰離子充電電池來(lái)應(yīng)對(duì)如此急劇的負(fù)荷變動(dòng),則由于電池的輸出變動(dòng)大,會(huì)導(dǎo)致電池容量減小,或充放電循環(huán)特性劣化。而采用EDLC可以吸收急劇的負(fù)荷變動(dòng),能夠抑制鋰離子充電電池的劣化。由此,可以防止鋰離子充電電池起火。
在面向汽車(chē)的用途中,還有希望在支持快速充電和無(wú)線供電時(shí)利用大容量電容器的咨詢(xún)。而這種情況下,正好可發(fā)揮電容器比鋰離子充電電池充放電速度快、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)特性。
EDLC在技術(shù)方面有進(jìn)步嗎
就EDLC的重要技術(shù)而言,在幾個(gè)領(lǐng)域有了改進(jìn),具體為:(1)高耐壓、低電阻化技術(shù);(2)低露點(diǎn)干燥室/艙技術(shù);(3)高速注液技術(shù);(4)自動(dòng)復(fù)位型安全閥等。
例如,低電阻化技術(shù)方面,我提出了電極構(gòu)造改良方案。具體就是在集電體電極上的導(dǎo)電層和活性物質(zhì)層之間設(shè)置相互擴(kuò)散層。由此,與原構(gòu)造的EDLC相比,可將電極電阻降至1/2~1/10。
在電容器領(lǐng)域,日本廠商在技術(shù)方面要領(lǐng)先一步,但和韓國(guó)、中國(guó)等一些廠商差距也不大。在技術(shù)開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的同時(shí),隨著性能的提高,EDLC的應(yīng)用范圍今后將進(jìn)一步擴(kuò)大。