再生儲能與鋰電再造看超級電容

超級電容是利用雙電荷層 (ECDL) 原理制成的電容器. 超級電容器電荷距離遠比傳統電容器介質材料所能實現的距離更小, 活性炭電極表面積成數量級增大, 使得超級電容較傳統電容器而言有超級大的靜電容量.

超級電容的兩大優勢為快速充電與電能回收, 使用超級電容對手機充電僅需兩秒鐘, 對儲能式輕軌列車充電僅需 2x 秒, 在電能回收方面, 以起重吊機為例在吊掛貨物落下時, 約可實現 80% 的電能回收!

從能量密度和功率密度的角度來看, 電池共同的特點是能量密度相對較高, 但電流較小, 功率密度較低. 而超級電容則是電流較大, 功率密度較高, 能量密度較低. 在一定的應用場合將與傳統電池互補.

具備高功率密度, 快速充放電時間, 極佳的使用壽命與高可靠度的超級電容, 對特斯拉來說, 超級電容與鋰電池模組結合可以實現快速充放電, 延長電池使用壽命, 提升性能與效率, 改善使用環境限制與安全性.

超級電容可以廣泛應用於輔助峰值功率, 備用電源, 存儲再生能量, 替代電源等不同的應用場景, 在工業控制, 再生能源, 交通工具, 智慧三表, 電動工具, 軍工等領域具有非常廣闊的發展前景.

太陽能, 風能等具有時間上的不均勻性, 在晝夜和不同季節分布上變化較大, 超級電容可以在輸出不穩定時, 做為作為緩沖器存儲過剩能量, 在電能輸出不足時則將超級電容器中存儲能量在短時間內釋放.

超級電容的大電流放電特性保障了水閥關斷的可靠性, 在外接電池電量不足時, 仍能利用存儲在超級電容上的能量將水閥關斷. 改用超級電容後, 漏電流指標變得不重要. 如果電池電量不足, 用戶可以隨時更換.

採用超級電容器作為輔助起動裝置, 使電起動系統具備非常高的功率密度, 能更好地滿足電動汽車在起動, 加速, 爬坡時對功率的需求. 超級電容器還可以減少大電流充放電對電池的傷害, 延長電池的使用壽命.

Maxwell 以超級電容器而聞名, 它還開發了一種乾電池電極, 根據該公司宣稱該技術目前的能量密度可達 300Wh/Kg, 未來可能高達 500Wh/kg! 這對於目前處於 250 Wh/kg 附近的高階鋰電池有顯著改善.

2014 年 Maxwell 總營收中將近一半是來自於中國, 主要是城市混合動力客車制動能量回收系統. 觀察其營收統計可以發現 2013 下半年就開始走下坡. 超級電容還是有能量密度小, 成本高, 自放電太快等缺點.

台灣的相關概念股有 "永箔" (主要生產陰極電蝕及化成鋁箔/鋁錠等被動元件上游原料), "中碳" (主要經營煤焦油蒸餾/輕油/焦碳/介相瀝青碳微球) 等. (對照股除了 Maxwell 外還有中國電容器大廠江海)