一场电池革命可能即将发生 EEStor超级电容电池

  一：市场规模：
      针对未来电动汽车大发展的机遇，现在大家都在拼命研发磷酸铁锂的汽车动力电池，但按照技术发展，由于磷酸铁锂动力电池的固有缺陷，预计在未来2~3年，磷酸铁锂动力电池会被逐渐淘汰。现在的汽车动力电池主要有以下四种：       
A：最低档： 铅酸电池  能量密度0.03~0.05度/kg，太低，污染重，只能用在现在的电瓶自行车。
B：低档：   镍氢电池，0.1~0.2度/kg, 价格昂贵，行驶很短60~80km，电动汽车上没前途。
C：高档：  磷酸铁锂电池，0.40~0.50Ah/kg, 价格较贵，深圳比亚迪电动汽车已经能实现一次充电行驶350~400km. 但安全风险较大。
D：超高档： 超级电容动力电池，1~2度/kg，价格便宜，会成为动力电池的主流。
 
（1）       高耐压超级电容动力电池：  和镍氢电池/磷酸铁锂动力电池相比，超级电容动力电池更具有优势，
①     能量密度高： 300~1000Ah/kg，是镍氢电池的5~10倍，磷酸铁锂的3~5倍
②     不经过电能/化学能的转化损耗，电能利用率高达95%
③     安全：   不存在易燃易爆物质，不会爆炸
④     经久耐用： 10~50万次的充电循环，确保使用寿命≥10年
⑤     价格便宜： 预计只有镍氢电池的20%，磷酸铁锂的30%~40%。
 
  2-2：市场：
     （1）汽车动力电池：
           现在的动力电池很昂贵，接近20000元/辆，只有大幅降低电池成本，电动汽车才会大规模普及，镍氢电池和磷酸铁锂电池的原料成本很高，是很难普及的。
           国内市场： 从2010年，按纯电动汽车国内销量200万量计算，每辆20000元的动力电池，总计
               2,000,000辆 * 20000元= 16* 1010元 = 1600亿元
           出口国外汽车公司：
                
     （2）电动自行车：  和现有的48V/20Ah铅酸电瓶的40~50km路程相比，超级电容动力电池可以使一次充电的行程达到200km，和铅酸电瓶竞争优势太强了，完全淘汰摩托车，但需要研发配套的稳压稳流电路，使电机转速稳定。
电动自行车的电瓶可以较小，预计在1000元左右，估计市场规模：
  300万辆 * 1000元/辆 = 30亿元
（3）       家用太阳能发电储存电池：
              建立一个太阳能家用发电系统，屋顶太阳能发电后被储存到超级电容电池，储存的电能经过稳压装置供应家庭独立的供电。
              现在太阳能光伏电池较贵，一旦技术进步后价格大幅下降，家用太阳能发电系统就会向太阳能热水器一样普及。
（4）       家用省电器：  一般家用耗电在5~10度/天，利用分时电表差价，在下半夜半价时充电储存5~10度电，白天放电使用，节省一半的电费。市场需求应该很大。
（5）       变电设备的意外启动电源
（6）  风力发电的电源储存
                  
     我们正在发展一种高电压的超级电容动力电池，性能远远比磷酸铁锂动力电池优异。由于采用了全球独创的新型固体功能材料，实现了超级电容的超高容量和高耐压。
这种高耐压超级电容电池具有如下的技术优势
    （1）充电速度快：由于不存在电能转化化学能的化学反应，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上；
　　（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达10万次~50万次，没有“记忆效应”；
　　（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；
　　（4）功率密度高，可达300AH/kg~1000AH/kg，相当于磷酸铁锂电池的5~10倍；
　　（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；使用的原料都是廉价金属。
　　（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；
　　（7）超低温特性好，温度范围宽-50℃～+170℃；
　　（8）检测方便，剩余电量可直接读出；
（9）单节容量范围：1000F--6000F 。
（10）高耐压：  能耐电压≥300V。
（11）只要稳定电压，没有过充电损害电池。
 
 一：超级电容动力电池的储存能量：
我们可以如下计算超级电容动力电池的储存电量功率：
1-1：永不磨损超级电容动力电池的技术标准：
   充入电压：220v
   电容量：  200F/kg
1-2：单节满容存储电能：
储能公式Q=1/2*CU2
重量： 接近1.0kg
    Q= 1/2*CU2 =1/2* 200F * 220V = 4.84*106J= 1.34度/kg
   实际放电量95%，到开路电压48V
    Q= 6.7 * 95% *48V =~1.2度电。
   按照现在电动汽车耗电量测试结果15度电/100公里，60节的电池组并联，一次充满电可以行驶≥400公里。
 
 二：和现有超级电容的比较：
    国内锦州百纳也生产超级电容，但他们都是电解电容器，由于电解电容器容易击穿，电解质有腐蚀性，容易老化，耐压很低仅仅2.7V，无法实用于汽车动力电池。2008年上海张江开行了国内第一辆超级电容公交车，由于他们采用的是超级电解电容，存在的优点和问题很多。
2-1：  缺点：  
（1）超级电容耐电压太低，储电量不够：  电池组只有≤10度的电量储存，公交车测试耗电量1.4度/km，行驶里程太短。
（2）电解电容器漏电流很高，夏天经常故障：  电解电容高温下漏电流大幅增加，容量下降。按照漏电流温度曲线，电解电容已经接近技术极限，很难再提高了。
（3）单个电容量不大： ≤1000F
（4）耐压太低：国内全部是0.9V~2.7V，根据电量公式Q=CU，电容的充电量和电压/电容值最显著，提高充电耐压能大幅提高电容储电量。
 
 2-2：优点：
（1） 电容汽车制动性能优异
（2） 安全环保
     
2-3：永不磨损超级电容动力电池：
（1）没有电解质，采用新型固体功能材料，由于介电常数达到≥30000，比电解电容大幅提高电容量。
（2）高耐压： 可以基本实现220V电压充电，击穿电压更高。
（3）不磨损：
（4）安全：   内部没有易燃易爆物质和侵蚀性物质。