电动汽车电池领域被投下了一颗“深水炸弹”？近日，特斯拉透露其自主研发的新电池有可能是“无钴电池”，即“干电池技术+超级电容”组合，具体成分预计会在4月电池会议上进行说明。这迅速点燃了市场对电动汽车新一轮能源革命的热情。

伴随着新能源技术的突飞猛进，锂电池、燃料电池等相关产品技术备受关注，而同样作为储能装置的超级电容器在电动汽车上还鲜少被关注。事实上，超级电容器在风光储、家庭储能、地铁能量回收等多种储能领域都可应用，而在电动汽车领域，业界寄望它可以改变充电时间长的难题——充电往往只需要数秒。

那么，超级电容到底是什么“黑科技”，它真的适合用在电动汽车领域吗？对此，南方日报记者采访数位业内专家，揭秘超级电容。

充电速度以秒计算▶▷

超级电容已用在广州有轨电车

花城最美三月天，广州有轨电车在花丛中穿行。仔细观察，有轨电车头顶上没有如一样“蜘蛛网”的一般电线，只有脚底两条细轨“镶嵌”在草皮上。

2014年底，广州有轨电车建成通车，其采用了单体容量达7000法拉的超级电容器组储能，和普通有轨电车相比，最大的特点是在行进中不用外部供电，利用停靠站台上落客时间完成充电，充电时间仅需25秒。就在你上下车的一瞬间，电车就已经满电蓄势待发。

华南师范大学化学学院新能源系主任、广东省新能源材料与器件专业实验教学示范中心主任舒东介绍，超级电容器主要通过双电层或赝电容原理储存电荷，前者是基于离子在多孔材料表面的吸脱附，后者主要是表面快速的氧化还原反应，因为反应通常发生在表面，因此超级电容器和电池相比储存电荷较少，能量密度不高，也正是因为反应发生在表面，电荷储存速度非常快，超级电容器具有很高的功率密度。

“打个比方，湿毛巾中的水，通过擦拭的办法可以快速取出少量表面吸附水，这相当于双电层电容；通过挤压和拧干的方式可取出毛巾中更多的水，这相当于赝电容。”他说，水就类似于电荷，擦拭的过程就相当于接触放电，如果要更多的电荷，就需要更大力气挤压。

相比之下，以往的储能设备是由电能转变成化学能，再由化学能转变成电能，两次转变能量有损失，超级电容器直接充电，再直接放电，其过程中并不发生化学反应。同时，由于这种储能过程是可逆的，超级电容器可以反复充放电数十万次，由于能量形式没有转变，损失也很小，充放电效率更高。

可回收制动能量▶▷

广泛应用于地铁、飞机等场景

与广州有轨电车相似，超级电容以其环保、节能的优势，成为公共交通领域的一个解决方案。

“地铁上也会经常用到，例如地铁启动就是一个瞬时大电流过程，超级电容器就可以提供高电流和大量能量；而在地铁进站停车时，又是大电流释放过程，会摩擦发热，一般的电池承受不了，而超级电容器可以回收制动能量。”浙江合众新能源汽车工程院副院长邓晓光说。

邓晓光介绍，在工程机械领域，如庞大的挖掘机在启动时，瞬时间也同样需要大量的动力，此时超级电容器放电，挖掘机在运转过程中又逐步给超级电容器回电。

“风力发动机变桨系统、空客A380大飞机应急舱门系统，也同样用到了超级电容技术。”舒东说。

不仅如此，如高尔夫球车、机场摆渡车这类在特定区域内行驶的车辆，因其运行距离较短，也被认为可以使用超级电容器作为能源供应器件。

广汽新能源技术中心副部长刘太刚介绍，大电流放电是动力电池的弱点，电动汽车在启动、急加速时需要大电流放电，超级电容技术则有望弥补动力电池的不足。

不少车企也在投入超级电容技术研发，邓晓光在某国有车企工作时，也曾投入精力于此，“当时我们就探索，超级电容器与一些比较贵的电池搭配使用，超车、爬山等需要突然加速时，超级电容发挥瞬时电流‘pulse’（脉冲）一下，而当车辆平稳行进中则用锂电池持续放电”。

像短跑，耐力有限▶▷

醉翁之意或是在固态电池？

尽管超级电容器在部分领域已较为成熟，但在乘用车，超级电容技术并没有真正应用起来。“超级电容并不能很好地持续输出能量，电动汽车也不能像有轨电车一样定点定线运行。因而电动汽车很难将超级电容器作为唯一的能量来源。”邓晓光说。

邓晓光说，在动力电池成本较高时，这种方式可以起到降成本的作用，但随着锂离子电池的成本不断下降，且性能逐步提升，也能放出大电流。“和电池相比，超级电容技术就像短跑，速度快，但耐力有限；电池像长跑，但速度不够快。”舒东说，车辆每次起步时需用到的动力较大，但这种情况占到用车过程可能只有1%，而且电容器增加了体积、重量，而能量密度并没有增加，单体成本还需要降低，应用范围也有限。“作为商业宣传无可厚非，但作为投资人，需要谨慎考虑。一项新技术的诞生，需要长期的积累，很难有横空出世的新技术。”

相比之下，特斯拉提出的无钴电池与干电池的应用，在业内看来是一种趋势。刘太刚也介绍，目前动力电池的续航普遍提升到了五六百公里，动力电池也会不断升级，例如固态电池会是一个很好的方向，既可以很好地解决如着火等安全问题，也在能量密度与成本之间可以很好地平衡，甚至使800到1000公里的续航也成为可能，超级电容器的优势并不能凸显出来。

醉翁之意不在酒？方正证券则在报告中表示，超级电容电极极片的制造工艺分为干电极与湿电极两种技术，特斯拉收购美国超级电容器生产商Maxwell或许主要看中Maxwell独有干电极工艺，并借鉴到电池极片生产工艺，为后面的固态电池生产做技术储备。

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将超级电容应用于电动车，特斯拉又要挑战一切不可能？

“如果特斯拉能将超级电容应用在电动车上，那将是开拓性创新。”在采访中，数位受访者几乎秉持着同样一个心态：一方面对特斯拉的做法表示不能理解，另一方面又非常期待特斯拉能将此事办成，“就像苹果手机，别人做不到的，它能做到”。

今年1月，中国制造特斯拉Model 3的首批车主交付仪式在上海超级工厂举行，特斯拉CEO马斯克的私人飞机从美国紧随一家东航飞机，目的地都是上海，却率先到达上海。为此，东航微博评论称：“不愧是造火箭的，在下佩服！”随即特斯拉官微回复称：“特斯拉的速度，飞机都赶不上。”这正是马斯克的个性：挑战一切不可能。

特斯拉以一种全新的架构成为传统汽车的挑战者。在传统汽车内部，线束达到了几千米，而据恒大研究院报告，Model 3只有1.5千米，未来Model Y长度控制在100米，线束结构的精简可以使特斯拉的生产效率进一步提高。

这样的架构，也为持续提升车辆的性能打下了基础。Model 3就曾被指出，刹车距离过长存在安全隐患，传统汽车只能选择大规模召回，在线下进行系统调教或更换零部件，而特斯拉在几天内就通过OTA（空中升级）解决了问题。

“特斯拉真正抓住了智能化。我一同事用自动召唤功能，Model 3自动开到跟前。难怪特斯拉OTA上新功能时，很多人会在半夜三更像iOS升级一样狂热。”邓晓光说，软件定义硬件，特斯拉OTA可以对汽车功能升级的方式非常多，这是传统汽车无法企及的。

舒东介绍，特斯拉也并非每项技术都自己研发，但特斯拉的系统集成能力特别强，比如最早的Model X，特斯拉采用丰田公司的电池，而且是18650型电池，业界认为作为动力电池18650型电池并不先进，但特斯拉的电池管理系统BMS做的特别好，可以弥补单项技术的缺陷。

“特斯拉model X使用的丰田公司的电池正极采用三元镍钴铝(NCA)正极，这种正极材料研究比较少，需要技术上不断的打磨。而我们现在的问题是，如果认为哪像技术比较好，全部的研究都集中在这项技术上，比如5年前的磷酸铁锂和现在的三元材料，一些难啃的骨头，比如锰酸锂，很少有人愿意进行长期的研究。”

话锋一转，舒东也承认，每项技术都有优缺点，只要能用好，一些非主流的技术也有可能解决问题。

【记者】郜小平

【策划统筹】张志超 程鹏