七月初，市場(chǎng)調(diào)研公司IDTechEx在題為《2014-2024年的超級(jí)電容市場(chǎng)》的報(bào)告中大膽預(yù)測(cè)表示，十年內(nèi)超級(jí)電容市場(chǎng)可摧毀鋰電池市場(chǎng)，言論一出，引發(fā)業(yè)界一片議論。我們不禁困惑超級(jí)電容和鋰電真的是水火不容嗎？日前，在Maxwell的新產(chǎn)品媒體見(jiàn)面會(huì)上，首席技術(shù)執(zhí)行官M(fèi)ikeEverett表示，有一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題被混淆了，就是實(shí)際上超級(jí)電容器與電池是很好的互補(bǔ)器件，它們之間不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

超容是功率設(shè)備電池是能量設(shè)備

據(jù)MikeEverett介紹，電池的使用壽命為2-6年，周期壽命約為3000次，而超級(jí)電容器的使用壽命為8—15年，其周期壽命超過(guò)1，000，000次，與電池相比較，超級(jí)電容器使用壽命更長(zhǎng)，不需要任何維護(hù)，具有非常可靠的性能表現(xiàn)。在溫度方面，電池的低溫性能在零下20攝氏度，而超級(jí)電容器的低溫性能可以達(dá)到零下40攝氏度左右，能夠在各種溫度的變化下迅速釋放能量。兩者最大的不同是，電池的能量密度較高而功率密度較低，反觀超級(jí)電容，其功率密度較高而能量密度較低。MikeEverett表示，電池屬于能量設(shè)備，而超級(jí)電容器屬于一種功率設(shè)備。但是很多設(shè)備既需要功率的快速響應(yīng)，也需要能量的持續(xù)供應(yīng)，所以在設(shè)備對(duì)能源要求較高，而電池又不能滿(mǎn)足需求的情況下，就可以將超級(jí)電容器和電池系統(tǒng)進(jìn)行整合運(yùn)用。

超容與電池結(jié)合成電動(dòng)車(chē)主流應(yīng)用

任何需要能源應(yīng)用的設(shè)備，都不僅僅需要持續(xù)能源，同樣需要在峰谷期仍然穩(wěn)定的能源，這就是超級(jí)電容器與電池共同使用的重要前景。拿電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，如果電動(dòng)汽車(chē)只有電池作為其動(dòng)力的話(huà)，電池有一些自身瓶頸會(huì)阻礙電動(dòng)汽車(chē)的普及利用，一是電池的周期壽命較短，汽車(chē)需要頻繁的充放電，同時(shí)，在電動(dòng)汽車(chē)一起一停的過(guò)程中，對(duì)電池本身有很大的傷害，尤其是電動(dòng)公交車(chē)每天的啟停數(shù)很大。而如果電動(dòng)汽車(chē)只是用超級(jí)電容器的話(huà)，超容的問(wèn)題就在于無(wú)法為設(shè)備提供較長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)力，超容更適合運(yùn)用到啟停過(guò)程中，進(jìn)行快充快放，承擔(dān)峰值功率。超級(jí)電容器與電池的互補(bǔ)就恰好解決了續(xù)航里程和啟停的問(wèn)題，因此超容與電池結(jié)合使用會(huì)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域逐步變成一種主流應(yīng)用。

超容與電池結(jié)合利用的工作原理表現(xiàn)在，電池為設(shè)備提供持續(xù)的電流能量供應(yīng)，而超級(jí)電容器利用其快充快放的性能來(lái)削峰填谷，減少峰谷對(duì)電池的沖擊，以延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高電池的穩(wěn)定性和安全性。兩者各自發(fā)揮自己的特性，以更小的總成本達(dá)到最佳效果。

超容應(yīng)用于美貨車(chē)市場(chǎng)可達(dá)十億美元

據(jù)Mike介紹，由Maxwell公司超級(jí)電容器組成的“引擎啟動(dòng)模塊”（ENGINESTARTMODULE）已廣泛應(yīng)用于北美地區(qū)的貨車(chē)上。美國(guó)的貨車(chē)市場(chǎng)非常發(fā)達(dá)，但是貨車(chē)在美國(guó)有一個(gè)啟動(dòng)問(wèn)題，表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是貨車(chē)從東海岸到西海岸需要三天的時(shí)間，晚上停車(chē)后，車(chē)上各種器件都需要用電，都要耗費(fèi)車(chē)載電源，會(huì)導(dǎo)致第二天啟程時(shí)，車(chē)沒(méi)有電啟動(dòng)了；另一方面就是在天氣很冷時(shí)，電池的電流變小，車(chē)輛無(wú)法正常啟動(dòng)。而當(dāng)把超級(jí)電容啟動(dòng)模塊裝進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)就不會(huì)遇到能源耗竭和低溫罷工的尷尬，同時(shí)在啟停過(guò)程中，超級(jí)電容器還可以減少峰谷電流對(duì)電池本身的沖擊，延長(zhǎng)電池壽命。這項(xiàng)應(yīng)用在美國(guó)的市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到十億美元。MikeEverett表示，雖然，因?yàn)槭袌?chǎng)需求不同，這種貨車(chē)應(yīng)用未必會(huì)在中國(guó)擁有很大市場(chǎng)，但是對(duì)其他相關(guān)運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)用有很大的借鑒意義，比如冷啟動(dòng)，用這種方式延長(zhǎng)電池壽命，超級(jí)電容器是一個(gè)最好的選擇。

超容與電池結(jié)合助力中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程

目前，為了減少污染排放，節(jié)約能源，國(guó)家從政府層面對(duì)新能源汽車(chē)、新能源客車(chē)以及軌道交通給予支持。MikeEverett介紹到，Maxwell公司的超容系統(tǒng)可以和電池系統(tǒng)共同應(yīng)用到混合動(dòng)力公交車(chē)當(dāng)中，可以使電池系統(tǒng)來(lái)更加專(zhuān)注在持續(xù)供能方面。同時(shí)超容系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)可以體現(xiàn)在峰值負(fù)荷的分擔(dān)上，中國(guó)目前使用超容系統(tǒng)的混合動(dòng)力公交汽車(chē)已經(jīng)有一萬(wàn)輛了。

中國(guó)的城市化進(jìn)程正在進(jìn)行，從前的有軌電車(chē)都需要一個(gè)“大辮子，”而這在很多時(shí)候是與現(xiàn)代城市及道路規(guī)劃相沖突，是必將淘汰的。所以這就要求電驅(qū)動(dòng)車(chē)在停下時(shí)，馬上充電，充完就走，到下一站時(shí)再停下來(lái)充，而能滿(mǎn)足這種快充快放的能源器件就是超容。另外城鎮(zhèn)化的過(guò)程就意味著有大城市，中型城市，小型城市，所以對(duì)客車(chē)交通和交通工具的需求是多層面的。未來(lái)，大城市可能會(huì)有很多電動(dòng)汽車(chē)，中小城市會(huì)有很多插電式，可能再小一級(jí)的鄉(xiāng)村里還會(huì)需要混動(dòng)。這就需要進(jìn)一步研究超級(jí)電容器與電池結(jié)合技術(shù)，使它們能夠結(jié)合得更好，應(yīng)用的更加廣泛，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域加速推進(jìn)中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程！