全球都在向著節(jié)能環(huán)保的步伐邁進(jìn),新能源汽車越來越受用戶的青睞,因此新能源汽車的數(shù)量在逐年增加,據(jù)統(tǒng)計,2017年全球新能源汽車銷量119.71萬輛,同比增長67.07%。但是續(xù)航問題一直是新能源汽車最大的詬病,其中電池性能的好壞直接決定電動汽車的續(xù)航。尼吉康自1950年成立以來一直專注于鋁電解電容器和薄膜電容器的研發(fā),多年來積累了豐富的蓄電技術(shù),這些技術(shù)將在新能源汽車的各種應(yīng)用中會發(fā)揮巨大作用。
在一年一度的CEATEC科技盛會上,尼吉康帶來了蓄電池系統(tǒng),以及全套的電容器新產(chǎn)品,通過工程師的執(zhí)著研發(fā),筆者看到了尼吉康在原來的技術(shù)基礎(chǔ)上做出的諸多技術(shù)提升。
尼吉康參展CEATEC 2018
可雙向充放電的家庭蓄電系統(tǒng)
尼吉康在家庭蓄電系統(tǒng)、V2H系統(tǒng)、快速充電器及公共?產(chǎn)業(yè)用蓄電系統(tǒng)4個領(lǐng)域都擁有很高的市場份額。在本次展會上,我們首先了解了尼吉康最具代表性的家用蓄電系統(tǒng)。
三合一混合蓄電系統(tǒng)
上圖看到的是尼吉康的新產(chǎn)品“三合一混合蓄電系統(tǒng)”,由頂部的太陽能充電板、電力轉(zhuǎn)換器、蓄電池和電動車充電樁組成。太陽能充電板將光能轉(zhuǎn)化為電能,儲存在蓄電池中,蓄電池通過轉(zhuǎn)換器連接到家庭供電系統(tǒng)和充電樁,分別供家庭生活和電動汽車充電使用。比較特殊的是,該充電系統(tǒng)是雙向充放電的,電動汽車中的電也可以通過該轉(zhuǎn)換器返回到蓄電池中供家庭使用,從而解地震、暴雨時家庭斷電之急。該系統(tǒng)是尼吉康首創(chuàng)的蓄電系統(tǒng),壽命可以達(dá)到十年以上,太陽能的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到90%以上。
隨著各個國家對環(huán)保的要求越來越高,用戶更傾向于購買電動汽車,充電樁的需求量也隨之增加,上圖是一款價格相對低廉的汽車充電樁,售價大約24000RMB,是針對電動汽車而研發(fā)的,而且該充電樁是雙向充放電,電動汽車車主可以將多余的電力提供給家庭使用。這款產(chǎn)品預(yù)計在2019年開始在日本發(fā)售,海外版已于2018年11月開始在歐洲發(fā)售。
家用蓄電池,蓄電容量可達(dá)4.1kWh
電容器創(chuàng)新的腳步并為停止,突破重重
鋁電解電容器、固態(tài)鋁電容器和混合固態(tài)鋁電容器是尼吉康的優(yōu)勢產(chǎn)品,但是還在不停地進(jìn)行突破,我們在現(xiàn)場也看到了尼吉康的最新電容器產(chǎn)品。
大型鋁電解電容器
大型鋁電解電容實物展示
尼吉康使用高水平的腐蝕技術(shù),擴大電極箔的表面面積,從而實現(xiàn)了電容器的小型化。擁有全世界最高的誘電體氧化皮膜耐電圧1,000 Vup的制造技術(shù),擁有非晶質(zhì)(不定型狀態(tài))氧化皮膜技術(shù),實現(xiàn)了耐電圧変動的氧化皮膜的形成。而且產(chǎn)品陣容豐富,從高度3.95 mmL的貼片型到250 mmL的螺紋端子型,可以根據(jù)用戶在尺寸,電壓,溫度范圍等不同需求提供不同的電容器。
最新的LGZ系列通過內(nèi)部設(shè)計的最優(yōu)化達(dá)到了以往長壽命產(chǎn)品4倍的壽命,現(xiàn)在耐受溫度達(dá)到了105?C,壽命長達(dá)20000小時,采用它可減小設(shè)備的維修頻率,減少電容器的更換次數(shù),從而節(jié)約成本;從參數(shù)上看,超小型LGM系列、高耐壓LGN系列和螺紋端子系列的性能也得到提升,主要用于環(huán)境能源發(fā)電、工業(yè)設(shè)備、家用電器等領(lǐng)域。
引線型鋁電解電容器基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)
基板自立型鋁電解電容器實物展示
引線型產(chǎn)品有兩方面提升:第一,當(dāng)突然有大電壓加載時,一般電容器會被擊毀,該產(chǎn)品在常溫下耐電壓從450V增加到500V;第二,當(dāng)電壓達(dá)到450V時保證溫度可以從常溫提高到105?C,可以應(yīng)用在電源、車載、家電、工業(yè)等領(lǐng)域。
芯片型鋁電解電容器在UCM的基礎(chǔ)上增加了大尺寸產(chǎn)品,直徑從4mm的基礎(chǔ)上增加了12.5-18mm的大尺寸產(chǎn)品,小型產(chǎn)品在105?C 條件下壽命達(dá)到2000小時,大尺寸產(chǎn)品在105?C 條件下壽命達(dá)到5000小時。
導(dǎo)電性高分子鋁固體電解電容器和導(dǎo)電性高分子混合鋁電解電容器
導(dǎo)電性高分子混合鋁電解電容器和鋁非固態(tài)電解電容器相比,在高頻率領(lǐng)域的ESR性能優(yōu)異,對于溫度變化具有穩(wěn)定的ESR性能。另外,因內(nèi)部含有電解液,具有氧化膜修復(fù)功能,能維持穩(wěn)定的電氣性能。GYB系列的耐久性在105?C 條件下壽命達(dá)到10,000 小時。新產(chǎn)品GYC系列實現(xiàn)了135°C 4000小時保證的高耐熱性能。
上圖是薄膜電容器和電氣雙層電容器。尼吉康的SH(自愈)型薄膜電容器采用的的是蒸鍍電極,當(dāng)電解質(zhì)因某種原因遭到絕緣破壞,該部分的蒸鍍在誘電體膜上的薄膜狀金屬會瞬間蒸發(fā),恢復(fù)電容器的功能。若超過SH(自愈)型薄膜電容器的自我恢復(fù)極限產(chǎn)生誘電體破壞,故障部分的電容器會因絕緣破壞時產(chǎn)生的過電流,以小區(qū)分為單位從電路中被隔開。因此不會給電容器本來的電氣性能造成影響。電氣雙層電容器的最新JUA系列相比以往標(biāo)準(zhǔn)品電阻減少75%,耐久性從1,000小時增加到2,000小時,體積減少60%。
小型鋰離子二次電池
尼吉康的小型鋰離子二次電池具有長壽命、快速充放電的特性,充放電18,000 Cycle后依然能維持80%以上的容量,最適合用于一天中需要多次進(jìn)行充放電循環(huán)的機器。在20C充電條件下,可以實現(xiàn)3分鐘內(nèi)充滿80%的超急速充電,適合需要緊急充電的情況;在20C放電條件下,可以在3分鐘,內(nèi)完成全容量放電,適合需要大功率的用途。
和普通電容對比實驗
如上圖所示,左右兩個電機驅(qū)動系統(tǒng),分別可以驅(qū)動左右兩個風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的力量可以托起小球,讓其飄在上面。左側(cè)采用小型鋰離子二次電池,右側(cè)采用EDLC,通過實驗發(fā)現(xiàn),左側(cè)對小球托起的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于右側(cè),電量使用時間長于右側(cè)。
尼吉康的產(chǎn)品之所以占有絕對的市場優(yōu)勢,關(guān)鍵是產(chǎn)品具有優(yōu)秀的性能,第一,從原材料到成品開發(fā)、生產(chǎn)都是自己做,因此成本便宜,交貨期可控,產(chǎn)品質(zhì)量有保障;第二,腐蝕技術(shù)獨特,擴大表面積縮小鋁電解電容器的體積,在做過腐蝕的表面要做成氧化金屬實現(xiàn)絕緣,耐壓值可以做到1000伏;第三是電解液,因為鋁電解電容器里面是半膠態(tài)的物質(zhì),它會對氧化鋁進(jìn)行修復(fù),尼吉康的電解液配方獨特不易揮發(fā),能夠快速修復(fù)三氧化鋁,同時產(chǎn)生盡可能少的熱能;第四,產(chǎn)品尺寸從3.95毫米到250毫米,溫度范圍從-55℃到+105℃都涵蓋,可以一次性幫助客戶打包實現(xiàn);第五是防震技術(shù),因為很多客戶關(guān)注耐震動指標(biāo),尼吉康有原部件防震實驗來幫助客戶了解設(shè)計中存在的問題,從而更快完成設(shè)計。
從基礎(chǔ)電容器,到風(fēng)力發(fā)電、手機,以及汽車電子,尼吉康在不斷發(fā)掘新的應(yīng)用,開發(fā)更高性能的產(chǎn)品。