“趁着充电的时候,请卡安先生给我介绍一下这种新型的电池吧。”张岱渭看着卡安,说道。以他的经验,电池充电的时间是很长的,即使是用所谓的“快充”,最起码也要半个小时以上,这还是针对这种小电池而言的。如果是汽车上用的那500公斤电池,用六七个小时充满就算是奇迹了。
这回轮到卡安耸肩膀了,他摇着头说道:“还是看完实验再说吧,我担心两分钟之内无法把事情说清楚。”
“什么,两分钟?”张岱渭一愣。
没等他反应过来,卡安的助手已经把电池的电源线又拔下来了,总共的充电时间,甚至还不到一分钟。两名助手像先前那样把电池盒重新接回到逆变器上,一按开关,只见电风扇再次呼呼地飞转起来。
“这这这……”张岱渭只觉得全身的血都在往头上涌,让他觉得目眩。他好不容易才控制住了自己的激动,指着那电池盒对秦海问道:“这难道就是你说过的,超级电容吗!”
“正是如此。”秦海早就料到了张岱渭的表现,可以这样说,没有人比张岱渭更知道超级电容的价值,因此在亲眼目睹超级电容的出现时,没有人会比张岱渭更加欣喜若狂。
刚才说电动汽车的缺点之一是电池重量太大,而它的最大缺点,也就是所谓“没有之一”的那个最大,却是电动汽车的电池充电时间过长,使得其无法像燃油汽车那样随时补充能源。
燃油汽车一次加满油可以开500到700公里,随后只要找到一个加油站,几分钟时间就可以加满油箱,继续前行。而电动汽车一次充满电之后只能开300公里,随后就需要花五六个小时才能充满电。这样一来,电动汽车就只能用于短途运行,一天开300公里,然后花一个晚上充电。这个局限性对于电动汽车而言是致命的,它极大地限制了电动汽车的市场。对于普通家庭来说,谁会专门买一辆不能跑长途的汽车呢?
电动汽车的储能装置有两种,一种是充电电池,另外一种就是容量远远超过普通电容器的超级电容。电容的优点在于充电和放电的速度都非常快,理论上甚至可以达到瞬间充满和瞬间释放的程度,当前,前提是外接的电路不会因此而被烧坏。快速充电的特征可以解决充电速度的难题,而快速放电的特征则满足了功率输出的要求。
张岱渭此时才明白,为什么刚才卡安敢于信心满满地说能够把功率输出扩大10倍,如果不考虑逆变器的负载能力以及导线发热等问题,超级电容的输出功率提高100倍也是轻而易举的事情。
几年前,秦海曾经向张岱渭说起过超级电容的思路,张岱渭对此只抱着半信半疑的态度,而且很快就置之脑后了。原因无它,那就是充电电池已经有足够的技术储备,而超级电容却还处于实验室验证的阶段。全球搞新能源汽车的厂商都在致力于对现有充电电池的改进,即便有个别厂商提出超级电容汽车的概念,也仅限于一种远景预期。
谁能想到,秦海居然不声不响地解决了超级电容的问题,电容器的比能量、功率输出能力和充电速度都达到了近似完美的程度,这怎能不让张岱渭疯狂。
“卡安先生是巴西航空技术学院的专家,在超导和超级电容方面都有杰出的建树。这次我们材料学院特地聘请卡安先生为超级电容实验室首席专家,眼前这个电池盒里,就是卡安先生最新研制出来的石墨烯超级电容器。”秦海向张岱渭介绍道。
超级电容的概念设计由来已久,但研究进展却十分缓慢,其中一个关键的因素就是电极材料的制约。电容的原理,简单地说就是用某种介质把两片电极分隔开来,两片电极上分别存储着正电荷和负电荷,这样就达到储电的效果。要扩大电容的容量,一是要提高电极的单位面积储电能力,二是要在一个有限的空间里放进面积更大的电极,为此,就需要找到更好的电极材料。
石墨烯的发现,给超级电容的研究打开了一扇大门。石墨烯是单层原子结构,是世界最薄的材料,所以在确定体积的电容器中,可以容纳最大面积的石墨烯电极。同时,石墨烯的平面层片状结构有利于电解液的浸润和离子的吸附与脱附,从而能够提高电容器的储能密度。在圣保罗,卡安一听秦海介绍石墨烯的情况,就知道这是一种最为理想的电容电极材料,因此便毫不犹豫地投奔秦海而来了。