超級(jí)電容/電池綱要全解及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

　　對(duì)于一些理工科的人來講，可能對(duì)電容都或多或少有一定的了解，就算是普通的人，可能也見過電容，因?yàn)樵谖覀兊默F(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常能夠見到電容的影子，不過超級(jí)電容電池并不是那么多人知曉，超級(jí)電容電池是在超級(jí)電容器的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的一種電池，這種電池具有非常顯著的特點(diǎn)，是比傳統(tǒng)電池更加強(qiáng)勢(shì)一種電池，優(yōu)勢(shì)非常多，在許多方面的應(yīng)用非常的多，比如說在新能源汽車、有軌電車等等，都可以見到超級(jí)電容電池的影子，可以這么說，超級(jí)電容電池的出現(xiàn)以及發(fā)展，必將會(huì)帶來再次的工業(yè)革命，極大的提高某些方面的運(yùn)作能力。

　　超級(jí)電容電池

　　一、電容的種類

　　由于絕緣材料的不同，所構(gòu)成的電容器的種類也有所不同： 按結(jié)構(gòu)可分為：固定電容，可變電容，微調(diào)電容。按介質(zhì)材料可分為：氣體介質(zhì)電容，液體介質(zhì)電容，無機(jī)固體介質(zhì)電容，有機(jī)固體介質(zhì)電容電解電容。按極性分為：有極性電容和無極性電容。 我們最常見到的就是電解電容。從原理上分為：無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等。從材料上可以分為：CBB電容（聚乙烯），滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨(dú)石電容、電解電容、鉭電容等。

　　1、電解電容

　　兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊，轉(zhuǎn)捆后浸泡在電解液（含酸性的合成溶液）中，容量大，高頻特性不好。

　　2、獨(dú)石電容

　　體積比CBB更小，其他同CBB，有感。

　　3、云母電容

　　云母片上鍍兩層金屬薄膜，容易生產(chǎn)，技術(shù)含量低，體積大，容量小，（幾乎沒有用了）。

　　4、陶瓷電容

　　用陶瓷作介質(zhì)，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜做板極制成，它的特點(diǎn)是體積小，耐熱性能好，損耗小，絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。

　　5、基層電容

　　鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度系數(shù)較大，適宜用于低頻電路。薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成，體積小，耐壓高，價(jià)格低，頻率高（有一種是高頻電容），易碎！容量低。

　　6、CBB電容

　　2層聚乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成。

　　7、無感CBB電容

　　2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成，無感，高頻特性好，體積較小，不適合做大容量，價(jià)格比較高，耐熱性能較差。

　　二、超級(jí)電容器是傳統(tǒng)電容的升級(jí)

　　平板電容器是由兩個(gè)彼此絕緣的金屬電極板組成，電容量與電極板的面積成正比，與電極板之間的間隙大小成反比。超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)類似于平板電容，其電極為多孔碳基材料，該材料的多孔結(jié)構(gòu)使它每克重量的表面積可達(dá)幾千平方米，而電容電荷分隔的距離由電解質(zhì)　中的離子大小決定。巨大的表面積加上電荷間極小的距離，使得超級(jí)電容具有很大的容量，超級(jí)電容單體的容量可從1法拉至幾千法拉不等。

　　與傳統(tǒng)電池相比，超級(jí)電容具有許多優(yōu)點(diǎn)：充電速度快，10秒~10分鐘即可充至其額定容量的95%以上；功率密度達(dá)（102~104）W/kg，是鋰電池的10倍左右；大電流放電能力強(qiáng)；循環(huán)使用次數(shù)達(dá)10~50萬次，壽命長(zhǎng)；安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)。但與主流硫電池相比仍面臨成本高、能量密度低的劣勢(shì)。

　　三、超級(jí)電容器可作為電池的替代品

　　在某些應(yīng)用中，超級(jí)電容是電池的替代品；還 有一些應(yīng)用中，超級(jí)電容為電池提供支持。有些情況下，超級(jí)電容可能無法存儲(chǔ)足夠的能量，此時(shí)就有必要使用電池了。例如，當(dāng)環(huán)境能源（例如太陽）為間歇式 時(shí)，如在夜間，則存儲(chǔ)的能量不僅要用于提供峰值功率，而且還要支撐應(yīng)用更長(zhǎng)的時(shí)間。

　　如果所需峰值功率超過了電池可以提供的量（如在低溫下做GSM呼叫或小 功率傳輸），則電池可以用小功率為超級(jí)電容充電，而超級(jí)電容來提供大的脈沖功率。這種結(jié)構(gòu)還意味著電池永遠(yuǎn)不會(huì)深度循環(huán)，從而延長(zhǎng)了電池壽命。超級(jí)電容存 儲(chǔ)物理電荷，而不是像電池那樣的化學(xué)反應(yīng)，因此超級(jí)電容實(shí)際有無限的循環(huán)壽命。

　　當(dāng)超級(jí)電容從一只電池充電來提供峰值功率脈沖 時(shí)，各個(gè)脈沖之間存在著一個(gè)重要的間隔，如果脈沖相距過近，則讓超級(jí)電容總是處于充電狀態(tài)會(huì)更有效率。但如果脈沖間距不太近，則能效更高的辦法是在峰值功 率事件以前為超級(jí)電容充電。

　　這個(gè)間隔取決于多種因素，包括超級(jí)電容在達(dá)到均衡泄漏電流以前吸納的電容、超級(jí)電容的自放電特性，以及電路為了提供給峰值功率 事件而從超級(jí)電容拉出的電荷。只有當(dāng)你預(yù)先知道峰值功率事件的來臨時(shí)間，這種選擇才是有效的，而不能用于對(duì)不可預(yù)測(cè)事件的反應(yīng)，如電池失效或外部刺激。

　　四、超級(jí)電容電池與超級(jí)電容器

　　超級(jí)電容電池又叫雙電層電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，它具有充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。超級(jí)電容器由于石油資源日趨短缺，并且燃燒石油的內(nèi)燃機(jī)尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重（尤其是在大、中城市），人們都在研究替代內(nèi)燃機(jī)的新型能源裝置。

　　超級(jí)電容是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件。它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲(chǔ)存電能。

　　五、超級(jí)電容電池的好處

　　1、充電時(shí)間

　　目前充電樁概念很火，但是充一次要五個(gè)小時(shí)。這個(gè)是制約鋰電池汽車的最大難題。石墨希超級(jí)電容短的讓人吃驚，如果和充電樁結(jié)合起來，這個(gè)效率最起碼是鋰電池不能比的。根據(jù)株洲中車的說明，根據(jù)不同的容量和額定工作電壓，3伏/12000法拉超級(jí)電容在30秒內(nèi)即可充滿電，2.8伏/30000法拉超級(jí)電容充電時(shí)間在1分鐘內(nèi)。

　　相比活性炭超級(jí)電容，石墨烯/活性炭復(fù)合電極超級(jí)電容能量更大，壽命更長(zhǎng)。據(jù)說這一技術(shù)代表了目前世界超級(jí)電容單體技術(shù)的最高水平，技術(shù)研發(fā)持續(xù)走在世界前列。

　　2、安全性

　　電池應(yīng)該都有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。目前各類電池安全措施都很好，除了偽劣電池，爆炸的可能性都很低。在鋰離子電池中，帶有最大的危險(xiǎn)是中間的有機(jī)電解質(zhì)溶劑，以易燃的醚類最多。當(dāng)電池因?yàn)槿魏卧蚨搪窌r(shí)，電池內(nèi)能量會(huì)在短時(shí)間以熱的形式釋放出來，點(diǎn)燃這些做為溶劑的醚類，引發(fā)爆炸。

　　鋰離子電池，由于夏天車內(nèi)溫度較高，所以發(fā)生爆炸或自燃的可能性很大。超級(jí)電容器，充滿電后用射釘槍打，使其短路，任何反應(yīng)都沒有；放火上燒，不銹鋼外殼快燒紅了，也沒發(fā)生爆炸（一網(wǎng)友的描述）。和中國(guó)中車株機(jī)公司技術(shù)中心副總監(jiān)、寧波超級(jí)電容研究所所長(zhǎng)阮殿波描述的差不多，“無污染、無爆炸”。

　　3、續(xù)航里程

　　2014年12月26號(hào)，美國(guó)電動(dòng)汽車制造商特斯拉發(fā)布了兩年前停產(chǎn)的第一代車型Roadster的升級(jí)版，續(xù)航里程達(dá)到644公里，高出原版60%。特斯拉CEO馬斯克稱，特斯拉的高性能石墨烯電池，相比目前的容量增長(zhǎng)近70%。國(guó)內(nèi)某網(wǎng)站也曾宣稱2015年上半年有望量產(chǎn)石墨烯鋰電池，但是至今未有下文。

　　一位網(wǎng)友實(shí)際測(cè)試的結(jié)果是“以我們測(cè)試的這天為例，早上滿電出發(fā)，到下午還車，由于駕駛比較激烈，所以雖然一共只開了140多公里，最后剩余電量就只有20%左右。我個(gè)人推測(cè)在北京這樣的大城市使用，它的實(shí)際續(xù)航里程應(yīng)該在250-300km公里左右”。據(jù)鳳凰網(wǎng)報(bào)道，一家以色列公司StoreDot達(dá)到目標(biāo)正在發(fā)明一項(xiàng)技術(shù)使電動(dòng)車可以在僅僅5分鐘的充電后行駛幾百英里。目前已運(yùn)用在消費(fèi)者手機(jī)上，并有望日后應(yīng)用在電動(dòng)車上的StoreDot電池。

　　但是在電動(dòng)車的應(yīng)用研發(fā)上可能需要更長(zhǎng)時(shí)間。即使一切順利，至少五年內(nèi)StoreDot的電池都不太可能完成其電動(dòng)車應(yīng)用的商業(yè)化進(jìn)程。根據(jù)國(guó)內(nèi)一論文結(jié)論，“如果綜合考量材料成本、生產(chǎn)工藝、加工性和電化學(xué)性能，筆者認(rèn)為，石墨烯或者石墨烯復(fù)合材料實(shí)際用于鋰電負(fù)極的可能性很小產(chǎn)業(yè)化前景渺茫。”

　　在石墨希鋰電池未量產(chǎn)之際，石墨希超級(jí)電容面世了，3伏/12000法拉超級(jí)電容適合用于有軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可達(dá)6公里，2.8伏/30000法拉超級(jí)電容適合用于無軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可從目前的4～6公里提高到8～10公里。論續(xù)航能力，超級(jí)電容能量密度低，還有提高空間，但是用在公交車上是綽綽有余了。但是網(wǎng)上還有新聞，中上汽車董事長(zhǎng)謝镕安介紹，超級(jí)電容充電3分鐘左右可續(xù)駛20公里。這個(gè)沒有經(jīng)歷過，具體能續(xù)航多少?zèng)]有確切數(shù)據(jù)。

　　六、超級(jí)電容電池的兩個(gè)電容形式

　　實(shí)踐過程中，人們?yōu)榱诉_(dá)到提高電容器的性能，降低成本的目的，經(jīng)常將贗電容電極材料和雙電層電容電極材料混合使用，制成所謂的混合電化學(xué)電容器。混合電化學(xué)電容器可分為兩類，一類是電容器的一個(gè)電極采用贗電容電極材料，另一個(gè)電極采用雙電層電容電極材料，制成不對(duì)稱電容器，這樣可以拓寬電容器的使用電壓范圍，提高能量密度；另一類是贗電容電極材料和雙電層電容電極材料混合組成復(fù)合電極，制備對(duì)稱電容器。

　　1、法拉第贗電容器

　　法拉第贗電容器也叫法拉第準(zhǔn)電容，是在電極表面活體相中的二維或三維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸附或氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。這種電極系統(tǒng)的電壓隨電荷轉(zhuǎn)移的量呈線性變化，表現(xiàn)出電容特征，故稱為“準(zhǔn)電容”，是作為雙電層型電容器的一種補(bǔ)充形式。原文地址：http：//www.pikacn.com/news/201611/5284.html

　　法拉第準(zhǔn)電容的充放電機(jī)理為：電解液中的離子（ 一般為H+或OH-）在外加電場(chǎng)的作用下向溶液中擴(kuò)散到電極/溶液界面，而后通過界面的電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)入到電極表面活性氧化物的體相中；若電極材料是具有較大比表面積的氧化物，就會(huì)有相當(dāng)多的這樣的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，大量的電荷就被存儲(chǔ)在電極中。放電時(shí)這些進(jìn)入氧化物中的離子又會(huì)重新回到電解液中，同時(shí)所存儲(chǔ)的電荷通過外電路釋放出來。

　　2、雙電層電容器

　　一對(duì)浸在電解質(zhì)溶液中的固體電極在外加電場(chǎng)的作用下，在電極表面與電解質(zhì)接觸的界面電荷會(huì)重新分布、排列。作為補(bǔ)償，帶正電的正電極吸引電解液中的負(fù)離子，負(fù)極吸引電解液中的正離子，從而在電極表面形成緊密的雙電層，由此產(chǎn)塵的電容稱為雙電層電容。雙電層是由相距為原子尺寸的微小距離的兩個(gè)相反電荷層構(gòu)成，這兩個(gè)相對(duì)的電荷層就像平板電容器的兩個(gè)平板一樣。Helmholtz首次提出此模型。

　　能量是以電荷的形式存儲(chǔ)在電極材料的界面。充電時(shí)，電子通過外加電源從正極流向負(fù)極，同時(shí)，正負(fù)離子從溶液體相中分離并分別移動(dòng)到電極表面，形成雙電層；充電結(jié)束后，電極上的正負(fù)電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負(fù)極間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差。在放電時(shí)，電子通過負(fù)載從負(fù)極流到正極，在外電路中產(chǎn)生電流，正負(fù)離子從電極表面被釋放進(jìn)入溶液體相呈電中性。

　　七、超級(jí)電容電池的泄露電流現(xiàn)象

　　當(dāng)超級(jí)電容充電時(shí)，泄漏電流會(huì)隨著時(shí)間而衰減，因?yàn)樘茧姌O中的離子會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入孔隙中。泄漏電流會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)均衡值，該值取決于電容、電壓和時(shí)間。泄漏電流與 電容芯成正比。超級(jí)電容均衡泄漏電流的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)算法為室溫下1μA/F。圖6中的150mF電容，在160小時(shí)后的泄漏電流為0.2μA和0.3μA。泄 漏電流隨溫度升高而呈指數(shù)上升。

　　當(dāng)溫度升高時(shí)，穩(wěn)定到均衡值的時(shí)間會(huì)減小，因?yàn)殡x子擴(kuò)散的速度更快。因此，這些電容從0V充電需要的時(shí)間最小。根據(jù)不同的 超級(jí)電容，這個(gè)電流范圍從5μA~50μA。設(shè)計(jì)者在為能量采集電路挑選超級(jí)電容時(shí)，應(yīng)考慮測(cè)試這個(gè)最小充電電流。

　　八、超級(jí)電容電池的充電

　　一個(gè)放電的超級(jí)電容就像一個(gè)與能量源短接的電路。所幸，很多能量采集源（如太陽能電池和微發(fā)電機(jī)）都可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)短接的電路，從0V起為一只超級(jí)電容直接充電。與各種能量源（如壓電或熱電能）接口的IC必須能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)短接的電路，從而為超級(jí)電容充電。

　　業(yè)界在MPPT（最大峰值功率追蹤）方面做了很大努力，以從能量采集源最有效地獲得功率。當(dāng)必須用恒壓方式為電池充電時(shí)，這種方案是可行的。電池充電器通常是一個(gè)dc/dc轉(zhuǎn)換器，它對(duì)能量源是一個(gè)恒定功率的負(fù)載，因此，采用MPPT在最高效點(diǎn)獲得能量就是有意義的。

　　與電池相反，超級(jí)電容不需要以恒壓充電，而以電源可以提供的最大電流充電時(shí)效率最高。一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的充電電路，用于太陽能電池陣列的開路電壓小 于超級(jí)電容額定電壓的情況。二極管可防止超級(jí)電容在太陽能電池?zé)o光照情況下對(duì)其反充電。如果能源的開路電壓大于超級(jí)電容的電壓，則超級(jí)電容需要采用分流穩(wěn) 壓器做過壓保護(hù)。分流穩(wěn)壓器是過壓保護(hù)一種廉價(jià)而簡(jiǎn)單的方案，一旦超級(jí)電容充滿電，就無所謂是否消耗了過多的能量。

　　能量采集器就像一根能無限供水的水管，為一個(gè)水槽注水（好比一只超級(jí)電容）。如果水槽滿了，水管仍開著，水就會(huì)溢出。這與電池不同，電池供給能量有限，因此需要串聯(lián)穩(wěn)壓器。

　　在電路里，超級(jí)電容為0V，從一塊太陽能電池芯獲取短路電流。隨著超級(jí)電容的充電，電流下降，這取決于太陽電池芯的電壓/電流特性。但超級(jí)電容總是 要獲取可能的最大電流，因此它以盡可能大的速率充電。中的電路采用了TLV3011太陽能電池芯，因?yàn)樗鼉?nèi)含了一個(gè)電壓基準(zhǔn)，只需要約3μA的靜態(tài)電 流，并且它是一種漏極開路電池芯，當(dāng)穩(wěn)壓器關(guān)斷時(shí)，輸出就是開路的。電路采用了BAT54二極管，因?yàn)樗谛‰娏鲿r(shí)有低的正向壓降，即在正向電流小于 10μA時(shí)，正向電壓小于0.1V。

　　微發(fā)電機(jī)很適合于工業(yè)控制應(yīng)用，如監(jiān)控旋轉(zhuǎn)的機(jī)器，因?yàn)闄C(jī)器在工作時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)。給出了一只微發(fā)電機(jī)的電壓-電流特性，它類似于一只太陽能電池 芯，能夠?yàn)橐粋€(gè)短接電路提供最大的電流。微發(fā)電機(jī)還帶有一個(gè)二極管橋，可防止超級(jí)電容為發(fā)電機(jī)反向充電，這就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的充電電路。

　　當(dāng)超級(jí)電容充電時(shí)，泄漏電流會(huì)隨著時(shí)間而衰減，因?yàn)樘茧姌O中的離子會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入孔隙中。泄漏電流會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)均衡值，該值取決于電容、電壓和時(shí)間。泄漏電流與 電容芯成正比。超級(jí)電容均衡泄漏電流的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)算法為室溫下1μA/F。中的150mF電容，在160小時(shí)后的泄漏電流為0.2μA和0.3μA。

　　泄漏電流隨溫度升高而呈指數(shù)上升。當(dāng)溫度升高時(shí)，穩(wěn)定到均衡值的時(shí)間會(huì)減小，因?yàn)殡x子擴(kuò)散的速度更快。因此，這些電容從0V充電需要的時(shí)間最小。根據(jù)不同的 超級(jí)電容，這個(gè)電流范圍從5μA~50μA。設(shè)計(jì)者在為能量采集電路挑選超級(jí)電容時(shí)，應(yīng)考慮測(cè)試這個(gè)最小充電電流。

　　九、超級(jí)電容電池帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電革命

　　作為新興儲(chǔ)能元件，超級(jí)電容具有循環(huán)壽命長(zhǎng)，充放時(shí)間快等特點(diǎn)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)狹小的密閉有限空間輪轂控制柜內(nèi)，超級(jí)電容更具有適應(yīng)溫度范圍廣，體積小容量大，可焊接，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在風(fēng)電設(shè)備系統(tǒng)中，超級(jí)電容不會(huì)過充，過放影響壽命，充放電過程僅僅是物理層面上的變化，不會(huì)對(duì)常年密閉空間作業(yè)的輪轂內(nèi)部造成二次污染，超級(jí)電容以保持穩(wěn)定的直流電壓，保證變槳伺服電機(jī)的正常運(yùn)作。

　　超級(jí)電容的基本工作原理是碳碳雙電層原理，存儲(chǔ)過程可逆，分析時(shí)采用RC模型，包括理想電容C等效串聯(lián)內(nèi)阻RESP，等效并聯(lián)內(nèi)阻REPR，RESP影響超級(jí)電容充放電效率，REPR影響電容自放電，即長(zhǎng)期靜止存儲(chǔ)。存電荷不一樣的是，雙電層電容器是在電極-電解質(zhì)表面以靜電形式的電荷進(jìn)行儲(chǔ)能。這種儲(chǔ)能模式具有快速充電/放電能力、高可靠性和長(zhǎng)循環(huán)壽命的特點(diǎn)，相對(duì)于鉛酸蓄電池，對(duì)于緊急變槳供電對(duì)多變的風(fēng)況的情況下更具有優(yōu)勢(shì)。

　　更換了一部分超級(jí)電容以后針對(duì)于風(fēng)能隨機(jī)性強(qiáng)力，環(huán)境惡劣，溫度濕度變化大，鹽霧污穢侵蝕嚴(yán)重等因素對(duì)供電模塊影響?？梢缘贸龀?jí)電容相比鉛酸蓄電池更加穩(wěn)定，實(shí)用性和可行性更強(qiáng) 可以預(yù)見超級(jí)電容的應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)越來越成熟的發(fā)展中所占的比例將逐漸上升。所以超級(jí)電容做為風(fēng)力發(fā)電機(jī)后備電源具有很強(qiáng)的可行性。

　　十、超級(jí)電容電池變革新能源汽車

　　超級(jí)電容在新能源汽車中主要有三類應(yīng)用：一是作為動(dòng)力設(shè)備，如上海11路公交即為超級(jí)電容大巴，車輛運(yùn)行中途充電只需30秒，一次充電可行駛5~8公里，既節(jié)能環(huán)保又兼顧城市景觀；二是作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng)，在汽車快速啟動(dòng)時(shí)提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，減少了油耗和不完全燃燒的污染排放；三是對(duì)制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用，當(dāng)汽車需要加速時(shí)，再將這些儲(chǔ)存的能量釋放出來，提高了能源的使用效率。

　　十一、超級(jí)電容電池展望有軌電車未來

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球已有超過60個(gè)國(guó)家、300個(gè)城市運(yùn)營(yíng)現(xiàn)代有軌電車；國(guó)內(nèi)已有50多個(gè)城市開展了有軌電車的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的超級(jí)電容儲(chǔ)能式有軌電車項(xiàng)目：武漢市大漢陽區(qū)有軌電車T1線，全長(zhǎng)19km，已采購超級(jí)電容車輛21列；寧波市鄞州區(qū)有軌電車示范線，全長(zhǎng)8km，已采購超級(jí)電容車輛10列；東莞市松山湖華為工業(yè)園區(qū)線，全長(zhǎng)5km，已采購超級(jí)電容車輛5列；深圳市龍華新區(qū)有軌電車T1線，全長(zhǎng)約12km，計(jì)劃配超級(jí)電容車輛15列；武漢市東湖高新區(qū)有軌電車T1/T2線，全長(zhǎng)16/19km，計(jì)劃配超級(jí)電容車輛26列；廣州2020年前規(guī)劃約500公里有軌電車線網(wǎng)，計(jì)劃配超級(jí)電容車輛約500列等等。國(guó)外及港澳臺(tái)正在建設(shè)的超級(jí)電容儲(chǔ)能式有軌電車項(xiàng)目：臺(tái)灣高雄有軌電車環(huán)線，全長(zhǎng)22km，已采購超級(jí)電容車輛約30列（CAF）；卡塔爾多哈有軌電車線，全長(zhǎng)12km，已采購超級(jí)電容車輛18列（SIEMENS）。

　　目前已經(jīng)運(yùn)營(yíng)或試運(yùn)行的超級(jí)電容儲(chǔ)能式有軌電車有：廣州海珠（7.7km，已運(yùn)營(yíng)）；江蘇淮安（20.3km試運(yùn)行）。

　　全球首條超級(jí)電容儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)線-廣州海珠線運(yùn)行情況：運(yùn)營(yíng)時(shí)間： 9：00-21：00；上線數(shù)量： 工作日4+1列，周末6+1列；運(yùn)營(yíng)里程：230公里（每列15個(gè)往返）；旅行速度： 24km/h，7.7km單程19分；正點(diǎn)率： 99.87%；每日客流：最高日超2萬張票（7列車）；車輛電耗：《3度/公里↓30%。

　　超級(jí)電容儲(chǔ)能式有軌電車已逐步融入了城市文化，它已經(jīng)不僅僅是一種交通工具，而是一種新的生活方式。

　　十二、超級(jí)電容電池助力混動(dòng)力汽車發(fā)展

　　HEV的由來，一個(gè)方面是從能源危機(jī)，另一方面是環(huán)境污染，再一個(gè)就是國(guó)家相關(guān)政策，從這幾個(gè)方面提出了混合動(dòng)力需求。HEV的分類現(xiàn)在有不同的方法，上午和下午也介紹了不少。工作原理，我不是專業(yè)的，就不多介紹，主要還是契合主題，講我們的鈦酸鋰電池和超級(jí)電容器。

　　首先要知道HEV的使用特點(diǎn)，目前HEV的使用特點(diǎn)第一個(gè)就是使用頻度比較高，頻繁、淺度的充放電循環(huán)；二是功率要求比較大，在充電過程中電流和電壓都有比較大的變化；三是工作環(huán)境，實(shí)際工況相對(duì)來說比較復(fù)雜。溫度方面，工作溫度需求區(qū)域就比較寬。

　　根據(jù)以上實(shí)際工作特點(diǎn)，就對(duì)我們HEV相關(guān)電源提出了電源設(shè)計(jì)方面的要求。一是循環(huán)壽命，電池循環(huán)壽命要求比較高，最好是能夠持續(xù)使用15年以上。二是大功率充放電性能。三是工作適應(yīng)溫度比較寬一點(diǎn)，盡可能在零下40和70度都有較好的充放電能力。四是安全穩(wěn)定問題，純電動(dòng)和混合電動(dòng)都出現(xiàn)過安全事故，這塊大家都非常關(guān)注。五是充放電效率，動(dòng)力電池中能量的循環(huán)必須經(jīng)過充電-放電-充電的循環(huán)，高的充放電效率對(duì)保證整車效率具有至關(guān)重要的作用。

　　目前在HEV使用的配套電池解決方案應(yīng)該差不多有十種左右，一個(gè)是鉛酸電池；二是傳統(tǒng)的鎳氫電池；三是以磷酸鐵鋰為正極材料，以石墨或者碳為負(fù)極材料；四是以三元鎳鈷錳酸鋰為正極材料，石墨為負(fù)極材料；五是鋅鎳電池；六是就是我今天要談到的一個(gè)，以三元材料做正極，鈦酸鋰作為負(fù)極，就是鈦酸鋰電池，其實(shí)它也是我們鋰離子電池的一種，只是負(fù)極不同而已。七是超級(jí)電容器和其他二次電池的搭配使用，用到混合電動(dòng)車上。當(dāng)然還有液流電池和燃料電池、鐵鎳電池等，大概有十多種。

　　總結(jié)：電池是動(dòng)力的源頭，而電容作為存儲(chǔ)電量的基本，其重要性當(dāng)然是非常重要的，如果電容和電池的特點(diǎn)能夠結(jié)合，那么肯定是非常具有誘惑力的，這就是超級(jí)電容電池的最大潛力，所以說，如果這種電池能夠得到普及的話，那必將會(huì)帶來一個(gè)革命。