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集盛星泰:轨道交通车辆用新型高比能超级电容器

2017-06-16 12:29:33
项目类型
普通项目
项目进度
竣工运营

江苏集盛星泰新能源科技有限公司

◆ 申报项目:轨道交通车辆用新型高比能超级电容器

单位概况

江苏集盛星泰新能源科技有限公司作为一家致力于超级电容器储能技术的研发和商业化应用的高新技术企业,是国内超级电容器的领军企业,产品已在新能源汽车、风力发电、轨道交通等多个领域得到了广泛应用,2016年入选《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录。

公司被评为国家高新技术企业、江苏省科技型中小企业、江苏省民营科技企业、守合同重信用企业等,通过ISO9001、TS16949、ISO14001、OHSAS18001及知识产权管理体系认证,产品通过CE认证,3000F超级电容器、360F超级电容器、165F-48V超级电容器模组被认定为江苏省高新技术产品,产品的相关技术获得国家技术发明二等奖一次,省部级一等奖三次和军队科技进步二等奖等。

作为首家获得过国家技术发明大奖的超级电容制造企业,近年来承担江苏省科技成果转化项目1项,常州市科技项目2项。同时为保证项目的有效实施,充分利用高校资源,与清华大学签订了产学研合作协议,双方就“轨道交通用功率型超级电容器的仿真研究、评价和验证方法研究”展开全方位的合作,确保项目的顺利实施。公司在不断加大科技研发投入力度的同时,在超级电容新材料、新工艺等方面不断取得突破进展,掌握了超级电容的关键核心技术,与本项目相关的技术申请专利13件,其中发明专利3件。

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项目概况

轨道交通车辆用新型高比能超级电容器,能够满足轨道交通储能系统对高能量密度、高功率密度,长寿命的要求,有效解决城市轨道交通车辆制动能量的循环利用问题。在轨道交通车辆启停系统中,用作能量存储器时主要有两种储能模式:一种是车辆携带储能模式,另外一种是站点储能模式,具体示意图如下:
 

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混合型超级电容器,一极采用传统的电池电极并通过电化学反应来储存和转化能量,另一极则通过双电层来储存能量。由于电池电极具有更高的能量密度,电池-电容结合起来会产生更高的工作电压,因此具有双电层电容器和电池的双重特征。

项目创新性

本项目的创新性如下:

(1)研究并建立微纳米活性炭原材料的理化性能指标体系,研究材料改性关键工艺参数,形成制备方法;

(2)混合体系超级电容器设计,快速反应电极材料及电化学体系实现;

(3)利用高富锂材料掺杂碳材料进行化学体系混合,补充碳负极首次充放电损耗的不可逆嵌锂;

(4)开发柔性复合电极的干法制备技术与电容器新结构,提升超级电容器的比能量和寿命;

(5)开展高密度电极制备及高可靠性电容器组装新技术研究。

通过对高比能超级电容器复合电极材料的研究、电极制备工艺的研发到产品组装工艺的改进,解决超级电容能量密度低的难题,使2.5V-60000F超级电容能量密度达50Wh/Kg,功率密度5KW/Kg,使用寿命长达10万次,能量密度比现有商业化产品提高了近十倍,解决超级电容能量密度低的技术瓶颈问题。

市场前景

超级电容的生产成本主要包括原材料成本、生产制造成本等方面,活性炭作为关键原材料,成为制约超级电容的产品性能和生产成本的关键因素;因此开发活性炭的生产工艺,制备优良的活性炭材料,降低活性炭的生产成本成为整个项目成本控制的关键。

目前我国城市轨道交通处于高速发展期,解决城市轨道交通车辆制动能量的循环利用不仅与经济有直接的关系,更是建设我国节能、低碳社会的重要一环。轨道交通制动能量回收技术的完善和商业化应用的推广,也将极大地推动超级电容在城市轨道交通领域不同类型的车辆上的应用,高效回收城市轨道交通制动能量对于广阔的城市轨道交通市场具有潜在的经济价值,凸显超级电容制动能量回收技术良好经济效益和社会效益。

我国在超级电容器基础技术上的研究及产业化水平在稳步上升,与国外企业之间的差距逐渐缩小,为开展超级电容器储能系统的研究和应用奠定了良好的基础。同时超级电容在我国的产业链逐渐完成,在上游原材料(活性炭、电解液、隔膜等),中游超级电容单体和模组生产,到下游市场应用(新能源汽车、风力发电、轨道交通、国防军工、工程机械等)都逐渐完善,超级电容的研发也逐渐从美国日本逐渐转向我国倾斜,随着产业链的逐渐形成完善,超级电容市场必将快速发展。

 

来源:中关村储能产业技术联盟--2017储能技术创新典范TOP10


责任编辑: 石伟

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