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朝阳立塬新能源电器为低碳经济“充电”
来源:中国高新技术产业导报 日期:2010-7-20 作者:全球电池网 点击:

随着社会经济的发展,人们对于绿色能源和生态环境越来越关注,发展清洁能源、提高能源效率等观念已经深入到社会生活的方方面面。在2010中国(上海)国际超级电容器产业展览会上,辽宁省朝阳立塬新能源有限公司展出的以混合超级电容器电源系统作为动力的纯电动汽车、电动自行车、电动货车给人们耳目一新的感觉,让人们亲身感受到低碳经济和新能源产业的触角已经深入社会生活的方方面面。

将混合超级电容器应用到汽车上,用电能代替燃油驱动,既减少了环境污染,又实现了低碳经济的发展,朝阳立塬自主研发的混合超级电容器产品经济价值和社会价值显著。从“中国制造”到“中国创造”,通过产学研结合的自主创新之路,朝阳立塬正发生着日新月异的变化,充分彰显了科技创新为企业带来的活力。

依托基地优势 打造特色产业

辽宁省朝阳市被誉为“世界古生物化石宝库”,是“地球上第一朵花绽放的地方,第一只鸟儿起飞的地方”,这座古城充满了古文化的深邃魅力。在振兴东北老工业基地的大背景下,辽宁进入了全面振兴的新阶段,朝阳也迎来了新的发展机遇。

为了推进产业结构调整,转变经济发展方式,使经济保持持续、稳定、快速发展,朝阳在巩固发展原有产业的同时,大力发展新兴产业。在辽宁省科技厅的扶持下,朝阳市政府倾力打造的辽宁(朝阳)新能源电器(超级电容器)产业基地正在如火如荼地建设。该基地以发展超级电容器为重点,同步发展以绿色电池、太阳能电池和风力发电设备为代表的新能源电器以及相关配套产业。

朝阳立塬是一家研发、生产、销售混合超级电容器和纯超级电容器的高科技新能源企业,坐落在辽宁(朝阳)新能源电器(超级电容器)产业基地内。如今,该公司已经发展成为基地内的龙头企业。

朝阳立塬以制造超级电容器的重要资源杏核为原料,生产纯超级电容器和混合超级电容器。据了解,朝阳是全国重要的山杏、大扁杏产区,而杏核是制造超级电容器核心所需专用活性炭的最好原料,由它做成的超级电容器具有高比表面积和高性能。朝阳充足的杏林资源使超级电容器的生产有了重要的原料保障,而超级电容器作为新能源电器的重要组成部件又为整个产业链条的形成提供了保证,从而形成了以朝阳立塬为龙头、具有区域特色的超级电容器产业。

朝阳立塬依托电极材料的性价比优势,实现了有机体系小型卷绕、3000法拉以上大型超级电容器、有机体系大型混合超级电容器、应用组件等多类型、多品种的产业化,形成了明显的产业链优势。

超级电容器的研制成功是储能设备(蓄电池)的一次历史性革命。其他储能设备都是由电能转变成化学能,再由化学能转变成电能,两次能量转变过程能量会有损失;而超级电容器直接充电,再直接放电,能量形式没有转变,也没有能量损失,并且充放电效率高达98%。超级电容器最早出现于上个世纪70年代末,它突破了传统的电容器设计思想,电容器由微法拉级提高到法拉级(1法拉=106微法拉),创造出1000法拉级超级电容器;到了上个世纪末,又先后出现了1万-10万法拉的牵引型超级电容器,从此超级电容器开始进入电池应用市场,出现了超级电容器电动车的新概念。它改变了人们的传统认识,建立了全新的交通运输电动车的设计理念。

纯超级电容器和混合超级电容器是朝阳立塬的核心产品,其中纯超级电容器是近年来随着材料科学的突破而出现的新型储能元器件。它填补了普通电容器与电池之间的比能量与比功率空白,具有高至数千法拉的电容量,瞬间放电电流可达数千安培,同时还具有安全可靠、适用范围广等特点,是改善和解决电源功率性能的突破性元器件。朝阳立塬制造的大容量高功率型纯超级电容器填补了此类产品的国内空白,各项性能指标达到国内领先水平。目前该产品与国际同类产品相比,在体积功率密度上有重大突破,可提高诸如风能、太阳能等间歇性能源的利用效率,增强电网的稳定性,可广泛应用于太阳能发电、风能发电、仪器仪表、脉冲电源等领域。朝阳立塬独有的国内领先的有机体系大型纯超级电容器电极制备技术已经申报专利,在新能源领域取得了突破性进展。朝阳立塬的大容量高功率超级电容器的产业化技术已经处于世界先进水平。

坚持自主创新 填补国际同类产品空白

创新是民族的灵魂,创新是国家发展的需要,科技创新事关国家富强和民族振兴。企业是创新的主体,经济发展和民族振兴离不开企业科技创新能力的提高和技术水平以及市场竞争力的提升。新能源电器作为高新技术产业,更要把科技创新放在首位。辽宁(朝阳)新能源电器(超级电容器)产业基地坚持建立以企业为主体、市场为导向的技术创新体系,支持企业不断研发新产品。

在此基础上,朝阳立塬依托基地内企业森塬活性炭有限公司拥有自主知识产权的产品超级电容器专业活性电极炭,于2009年年底成功研发生产了主要用于仪器仪表、电子行业、家用电器等的小型(1-100法拉)卷绕型纯超级电容器,主要应用于混合动力汽车、混合动力港机的大型(500-6000法拉)纯超级电容器,应用于电动公交车、电动客车和相关观光车及工程车辆的大型(8-400安时)有机体系混合超级电容器。

辽宁省科技厅和朝阳市科技局等相关部门为朝阳立塬的科技研发和创新体系的建立提供了强有力的科技支撑,为其快速实现产业化起到了至关重要的推动作用。

朝阳立塬自成立以来就坚持以科技为先导,在技术研发领域积极与国内著名研究机构和掌握世界前沿技术的专家合作,增强了企业的自主创新能力。通过不断加大科技投入力度,朝阳立塬建立了可持续的技术创新体系,形成了以中南大学李荐博士为带头人的技术团队。这个团队由材料、化学、电化学、电子元器件等多学科教授、博士、硕士、工程技术人员组成,具有10多年的储能材料与器件研发基础,理论基础扎实、产业化经验丰富,技术水平及产业化能力在全国领先。依托如此专业的技术团队,朝阳立塬的产业化优势迅速得到彰显,目前,该技术团队研发的纯超级电容器(1-6000法拉)、混合超级电容器(1-400安时)项目已经实现产业化。

同时,高新生产线、精密的检测设备为朝阳立塬的发展提供了硬件保障。目前,朝阳立塬已掌握了8项专利技术。依靠自主创新,新能源电器在朝阳立塬展露了强劲的发展势头,朝阳立塬已经成为辽宁(朝阳)新能源电器(超级电容器)产业基地的一颗耀眼明珠。

超级电容器是新能源电器领域的新宠,具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点。随着电动车市场持续高速发展以及建立城市公共交通现代化新模式的需要,超级电容器的需求量将快速增加。作为一种新型绿色能源,超级电容器已被全世界所关注。同时,由于石油资源日趋紧缺,并且燃烧石油的内燃机尾气排放对环境污染严重,世界各国都在研究替代内燃机的新型能源装置,已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发,并取得了一定的成效。但是,这些产品使用寿命短、温度特性差、系统复杂、造价高昂等弱点一直没有得到很好的解决。而超级电容器以其优异的特性扬长避短,可以部分或全部替代传统的化学电池用于车辆的牵引电源和启动能源,并且具有比传统的化学电池更加广泛的用途。正因如此,世界各国特别是西方发达国家都不遗余力地对超级电容器进行研究与开发。

在全世界都在进行超级电容器研发的形势下,朝阳立塬已经走在了市场的前面。2009年12月,朝阳立塬自主研发生产了混合超级电容器,同时分别在电动自行车、电动摩托车、电动汽车上开始路试,并取得了成功。这一成功标志着世界上第一块有机体系混合超级电容器,世界第一辆有机体系混合超容环保电动自行车、有机体系混合超容环保电动摩托车、有机体系混合超容环保电动汽车在朝阳立塬诞生。朝阳立塬研发生产的有机混合超级电容器产品填补了世界同类产品的空白,也标志着该产品的产业化技术走在了世界同行业的前列。

超级电容器是近年来发展迅速的新型绿色储能器件,是介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。超级电容器的容量比传统电容器容量大几十、几百甚至上千倍。与充电电池相比,超级电容器具有优良的综合性能,如可实现大电流充放电,循环寿命可达10万次以上,工作温度范围可达-40℃-70℃。超级电容器的功率密度是普通二次电池的几倍甚至几十倍,循环寿命是普通二次电池的几百倍甚至几千倍。同时,超级电容器主要采用碳材料制造,因此重量轻、无污染。

超级电容器分为无机体系超容和有机体系超容:两种体系的超容又分为纯超容和混合超容。纯超容的正、负极都是以活性炭为主要电极材料作为电极。虽然纯超容有着各种优良的性能,但电容量低,只能做为辅助系统应用;而混合超容既有电池的工作原理和特性,又有超级电容器的工作原理和优良特性,被称为大功率电池。

无机体系混合超容产品电极中的金属氧化物是氧化铅和氧化镍,属重金属,被世界环保组织定为不准进出口产品。而朝阳立塬的有机体系混合超容产品电极用金属氧化物是非重金属、非贵金属,为环保材料。同时,有机体系混合超容比无机体系混合超容能量密度约大1倍以上,其产品可广泛用于代替铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池类等储能器件应用领域。有机体系混合超级电容器作为电池类产品,具有高工作电压、高功率密度、充电快、更加环保、无记忆效应、循环寿命长、体积小、重量轻、耐低温等优点,因此是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池类等储能器件的替代品。

朝阳立塬把超级电容器的优良性能和锂电池电容量高的特性有机体系结合在一起,生产出有机体系混合超容电池。作为新一代大功率新能源、绿色混合超级电容器电池,有机体系混合超级电容器电池已经成功应用到电动自行车、电动摩托车、电动汽车上。依靠科技创新,朝阳立塬已经将拥有自主知识产权的技术成果实现了产业化,同时也证明企业在自主创新的征程上又迈出了一大步。

依靠科技创新 抢占产业化制高点

大容量高功率型超级电容器的开发和应用在世界范围内刚刚起步,朝阳立塬在原材料和生产成本上具有非常大的优势,市场前景非常可观。朝阳立塬的低成本大容量有机体系超级电容器开发与产业化项目,已经被列为辽宁省2009年重大科技计划项目。朝阳立塬坚持技术创新,以专利产品和核心技术为依托,不断拉长产业链条,以形成综合性、循环型、持续快速的发展模式,实现产业良性发展。

在巨大的机遇和广阔的市场前景面前,朝阳立塬以不断开拓创新的精神致力于低碳经济发展。该公司董事长李国君是一位非常执着、真抓实干的企业家,他在几年前就开始关注低碳经济的发展,对我国汽车尾气等高排放高污染问题极为关注。超级电容器的研制成功历经3年的时间,共投入研发经费4600万元。李国君和企业技术带头人李荐博士带领企业技术团队每天研讨至深夜,吃住均在厂区内。有人对该公司的技术成果能否实现产业化表示怀疑,但李国君坚信,他们的团队一定能够创造出奇迹。

机会总是留给有准备的人。当混合超级电容器产品问世后,李国君和李荐博士带领他们的团队占领了世界技术前沿的制高点。

重视人才也是李国君走向成功的法宝。他深知没有创新团队就没有技术创新,更无法占领世界技术前沿制高点。因此,该公司以技术入股的形式吸纳了团队带头人李荐博士,使他的技术团队拥有了持续创新的动力。李国君提出,朝阳立塬之所以能够在新能源领域取得重大突破,得益于科技创新,得益于技术团队,得益于科技等各部门的大力支持。

未来,朝阳立塬将瞄准工业、能源、交通、通信等应用领域,将建设有机体系纯超容和混合超容生产线4条、无机体系超容生产线1条,生产3000法拉以上的大容量超级电容器,以高性价比的高科技超级电容器产品迅速占领国际市场。朝阳立塬将坚持自主创新,始终瞄准和致力于突破世界最前沿的技术,使企业走出一条具有中国特色、抢占世界技术前沿制高点的产业化道路。

据有关部门统计,我国现阶段的超级电容器的需求量每年都在以30%-50%的速度增长。业内专家预测,中国市场超级电容器的年需求量可达2150万只,约1.2亿瓦时,且每年都在以约50%的速度增长;整个亚太地区的年需求量超过9000万只,约5.4亿瓦时,增长速度约为90%;全球的年需求量约为2亿只,约12亿瓦时,增长速度约为160%。目前,超级电容器占世界能量储存装置的市场份额不足1%,在我国所占市场份额约为0.5%,巨大的市场机遇和良好的发展前景成为朝阳立塬迅速发展并不断壮大的“加速器”。朝阳立塬凭借超强的技术实力、先进的制造检测设备和完善的质量控制体系,正乘风破浪向世界先进新能源领域进军。

突出培育和发展战略性新兴产业是推进经济结构调整、转变经济发展方式的重要手段,而发展低碳经济更是我国实现可持续发展的必由之路。随着科学与技术的进步,人们还将认识和掌握新的能源形式、能源载体和能源利用的手段,一场深刻的能源科技革命正在孕育和进行,这对超级电容器的发展既是机遇又是挑战。依靠科技创新,凭借良好的产业链优势和技术创新优势,永攀高峰的朝阳立塬一定会将中国的超级电容器产品打入国际市场,为我国低碳经济的发展做出更大贡献。


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