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利用電容器防止純電動汽車發生起火事故
發布時間:2013-11-29        
    業界對大容量電容器的期待日益高漲。目前,作為蓄電器件開發鋰離子充電電池的企業比較多,但因用途的不同,輸出特性和充放電循環壽命存在極限。安全方面也有人表示擔憂。
    在電容器中,開發歷史較長的是雙電層電容器(EDLC)。日前記者就EDLC的行業動向,采訪了曾經在松下從事過EDLC開發,現任電容器企業咨詢顧問的西野敦(西野工程師事務所所長)。
——請介紹一下大容量EDLC受到關注的原因。
主要原因在于最近幾年頻繁發生的各種充電電池起火事故。例如,從2011年開始,多次聽到配備中國產鋰離子充電電池的純電動汽車(EV)起火的新聞——乘用車和巴士配備的鋰離子充電電池突然起火,在路上就燒起來了。
這些火災事故雖然少不了鋰離子充電電池的設計和制造失誤的原因,但我認為還有其他因素。比如,BMS(電池管理系統)與確保安全性的關系重大。
通過在控制鋰離子充電電池的BMS上組合使用EDLC,可降低電池起火的危險性。純電動汽車(EV)和混合動力車(HEV)等不消說是需要大電流的。如果單以鋰離子充電電池來應對如此急劇的負荷變動,則由于電池的輸出變動大,會導致電池容量減小,或充放電循環特性劣化。而采用EDLC可以吸收急劇的負荷變動,能夠抑制鋰離子充電電池的劣化。由此,可以防止鋰離子充電電池起火。
在面向汽車的用途中,還有希望在支持快速充電和無線供電時利用大容量電容器的咨詢。而這種情況下,正好可發揮電容器比鋰離子充電電池充放電速度快、充放電循環壽命長特性。
——技術方面有進步嗎?
就EDLC的重要技術而言,在幾個領域有了改進,具體為:(1)高耐壓、低電阻化技術;(2)低露點干燥室/艙技術;(3)高速注液技術;(4)自動復位型安全閥等。
例如,低電阻化技術方面,我提出了電極構造改良方案。具體就是在集電體電極上的導電層和活性物質層之間設置相互擴散層。由此,與原構造的EDLC相比,可將電極電阻降至1/2~1/10。
在電容器領域,日本廠商在技術方面領先一步,但韓國和中國等的廠商也不甘落后。在技術開發競爭日益激烈的同時,我認為,隨著性能的提高,EDLC的應用范圍今后將進一步擴大。

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