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超级电容器

成果与项目的背景及主要用途：当前，为了解决能源和环境问题，世界上许多国家的政府和汽车制造商均投入大量资金进行电动汽车的研究与开发，采用二次电池的电动车虽然取得了长足的进步，但仍难以解决快速充放电性能差、价格将复合薄膜置于导电玻璃上染料溶液的配制电解质溶液的配制对电极40°C，12 h 染料敏化浸泡处组装DSSCs光伏性能导电玻璃（FTO）清洗TiO2/ZnO 复合薄膜的制备高、安全性差的问题。超级电容器由于具有比功率高（大于 1kW/kg 到十几 kW/kg的功率密度）、循环寿命长（10 万次以上）、使用温度范围宽（-40℃～60℃）以及充电迅速（小于 10min）等优异的特性，非常适合电动车对功率特性的要求，已成为近年来电动车动力电源开发中非常重要的领域之一。超级电容器的主要用途分为： 1 城市公交车主电源； 2 与高性能蓄电池配合使用，可作为电动车的辅助电源，满足电动车在启动、加速、爬坡时提供峰值功率的要求，同时回收汽车在刹车、空载时产生的机械量，可大大提高能量的利用效率； 3 作为太阳能电池和风力发电的储能系统，白天储存太阳能电池和风力发电产生的电能，夜间提供照明等所需的能量；4 可作为消费类电子产品的电源, 如手机、数码相机、无绳电话、电子手表、电动玩具、记忆性存储器、微型计算机、系统主板、钟表等。技术原理与工艺流程简介：本技术的关键在于采用新型工艺制备极化电极，制备工艺简单，设备投资小。由于本产品的技术原理本质上与传统的双电层电容器的原理相同，因此，在充放电过程中由于没有化学反应的发生，电极材料的结构不会变化，能够保证大于 10 万次以上长期循环的稳定性。工艺流程：配料→混浆→制电极→组装→注液→老化→检测包装。技术水平及专利与获奖情况：前期已开发出 14V-5F，28V-28F 的水系超级电容器样品，相关专利正在申请之中。应用前景分析及效益预测：随着便携式电子器械的普及和发展，超级电容器的应用范围越来越广泛。有业内专家预测，仅就中国市场而言，目前的年需求量可达 2,150 万只，而整个亚太地区的总需求量则超过 9,000 万只，市场前景非常广阔。同时，权威部门已经证明了燃料电池驱动的电动汽车在 20～30 年内不可能实现商业化，那么我们中国会尽快将电动车的研究方向转向其他类型的电动车，包括镍氢电池和锂离子电池的电动车，而且其中特别强调了一种混合动力的电动车，即燃油+电源的混合电动车，电源可以是镍氢电池也可以是锂离子电池，还应包括超级电容器。因此，超级电容器在电动车方面的应用，无论在国内还是国际上研究和应用的步伐将会更快，性能也会有快速的飞跃。仅电子产品和电动车领域，超级电容器的市场前景就非常广阔。预计项目投资 300～500 万元，正式投产后每年效益在 200～500 万元。应用领域： 1 城市公交车主电源； 2 与高性能蓄电池配合使用，可作为电动汽车的辅助电源； 3 作为起重机等大型吊装机械的辅助电源； 4 作消费类电子产品的电源, 如手机、数码相机、无绳电话、电子手表、电动玩具、记忆性存储器、微型计算机、系统主板、钟表等； 5 作为太阳能电池和风力发电的储能系统，白天储存太阳能电池和风力发电产生的电能，夜间提供照明等所需的能量。技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：本技术的投资规模为 100～200 万元左右，其中原料约为 50 万，设备费用约为 50 万，厂房面积约 1000m2，厂房投资约为 30 万元，流动资金约 70 万。合作方式及条件：具体合作方式电话联系或面议。

天津大学 2021-04-11