近日，青島市儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院成功研發(fā)出高能量密度鋰離子電容器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該電容器兼顧較高功率和較高能量密度，快充快放，非常適合作為能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“能量桶”。下一步，青島市儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院將利用該“能量桶”，利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立一個(gè)小型的近零碳排放示范區(qū)，為能源終端用戶提供個(gè)性化、定制化、快速、便捷綠色環(huán)保的能源供應(yīng)。同時(shí)，加強(qiáng)與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，爭(zhēng)取將該電容器盡快應(yīng)用于我市軌道交通、港口等領(lǐng)域。
據(jù)悉，石墨烯基鋰離子電容器未來(lái)可應(yīng)用于城市軌道交通、城市電動(dòng)汽車(chē)/電動(dòng)大巴、船舶平臺(tái)、水下潛器等領(lǐng)域。具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石墨烯基鋰離子電容器，所有關(guān)鍵材料都是我國(guó)技術(shù)人員自主開(kāi)發(fā)或是國(guó)內(nèi)采購(gòu)，成本優(yōu)勢(shì)明顯，利潤(rùn)率高，有助于打開(kāi)城市軌道交通、低溫啟動(dòng)電源、電動(dòng)車(chē)、風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)數(shù)十億元。
已在經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車(chē)示范應(yīng)用
新型石墨烯基鋰離子電容器，兼具了鋰離子電池高能量密度和雙電層超級(jí)電容器的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)石墨烯復(fù)合電極技術(shù)，進(jìn)一步提高鋰離子電容器的功率密度和能量密度。“新技術(shù)突破了石墨烯復(fù)合電極設(shè)計(jì)與批量制備、可控均勻預(yù)嵌鋰、充放電脹氣抑制及特殊集流極片涂布等技術(shù)難題，掌握了石墨烯基鋰離子電容器制備技術(shù)和工藝，設(shè)計(jì)建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一條鋰離子電容器的中試生產(chǎn)線，研發(fā)出了最高容量3500F/4V型鋰離子電容器單體，該器件具有能量密度高、循環(huán)性能好，低溫性能良好等優(yōu)勢(shì)。”青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)崔光磊告訴記者：“目前，該技術(shù)已在經(jīng)濟(jì)型環(huán)保電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)了示范應(yīng)用。”“受?chē)?guó)外技術(shù)壟斷，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)幾乎無(wú)鋰離子電容器產(chǎn)品銷(xiāo)售，僅有的單體容量200F小型產(chǎn)品銷(xiāo)售，價(jià)格高昂。”崔光磊表示，“石墨烯基鋰離子電容器具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所有關(guān)鍵材料由自主開(kāi)發(fā)或國(guó)內(nèi)采購(gòu)，成本優(yōu)勢(shì)明顯，利潤(rùn)率高，具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、超低溫充放電、高安全性的優(yōu)點(diǎn)，在新能源電動(dòng)汽車(chē)、低溫啟動(dòng)電源、風(fēng)力發(fā)電、高鐵/城市軌道交通制動(dòng)能量回收、海洋船舶平臺(tái)、水下潛器電源、UPS不間斷電源等領(lǐng)域顯示出強(qiáng)勁的應(yīng)用前景。”
帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)發(fā)展
據(jù)崔光磊介紹，石墨烯基鋰離子電容器涉及到上游材料開(kāi)發(fā)、中游器件生產(chǎn)到下游產(chǎn)品應(yīng)用，涉及到石墨材料深加工、電解液、隔膜材料、正負(fù)極集流體、外包裝、系統(tǒng)集成產(chǎn)品，乃至裝備制造業(yè)、新能源電動(dòng)車(chē)行業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈清晰、完整，有利于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)發(fā)展。石墨烯基鋰離子電容器的成功開(kāi)發(fā)，為青島市石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了良好的示范作用。
“目前，青島市正加快發(fā)展城市軌道交通、城市電動(dòng)汽車(chē)/電動(dòng)大巴，石墨烯基鋰離子電容器的成功開(kāi)發(fā)無(wú)疑為該領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。此外，青島市船舶平臺(tái)、水下潛器也需要電化學(xué)儲(chǔ)能裝備，這些都為石墨烯基鋰離子電容器的應(yīng)用提供了市場(chǎng)空間。”崔光磊認(rèn)為，“青島具有得天獨(dú)厚的高品位天然石墨資源，是制備高性能石墨烯材料的原料，開(kāi)發(fā)高附加值、高性能石墨烯電極材料，成為提高青島市石墨資源的核心競(jìng)爭(zhēng)力，有助于實(shí)現(xiàn)從石墨資源到能源產(chǎn)品的完整產(chǎn)業(yè)鏈，從而推動(dòng)青島市石墨產(chǎn)業(yè)的快速良性發(fā)展，使青島占據(jù)石墨資源的制高點(diǎn)。”
市場(chǎng)收益超百億元前景廣闊
根據(jù)最新的調(diào)查結(jié)果顯示，2013年國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器的市場(chǎng)規(guī)模在31億元左右，同比去年增加37.32%。到2015年，國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到73億元，2012~2015年年均復(fù)合增速47.82%。交通運(yùn)輸用超級(jí)電容器將是支撐整個(gè)行業(yè)高速發(fā)展的最重要?jiǎng)恿Α?/p>
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年，全球超級(jí)電容器市場(chǎng)收益達(dá)到237.5億元。2015年10月，國(guó)家工業(yè)信息和信息化部發(fā)布的《中國(guó)制造2025》把高能量密度(大于20Wh/kg)鋰離子復(fù)合電容器列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域。由此可見(jiàn)，鋰離子電容器的商業(yè)前景十分廣闊。
