Ioxus Inc.日前發(fā)布了一種重大的電池結構改良，將有助于縮減半導體和電池技術(shù)之間的差距──傳統電池技術(shù)由于必須依賴(lài)無(wú)法改變的化學(xué)反應，成長(cháng)腳步一直落后于半導體。
與采用主電池儲能的方式不同，他們僅根據個(gè)別設備的需求，分別饋送少量電能給這些設備－－這種嶄新的混合式電容器/電池僅針對鄰近設備的當前電能用量?jì)Υ孀銐蚴褂玫哪芰?。Ioxus Inc.表示，通過(guò)定義一種全新的分布式能源架構（distributed-energy architecture），該公司已經(jīng)解決了“電池問(wèn)題”。
“在許多應用中，我們的混合型超電容器（hybrid ultra-capacitors）都優(yōu)于傳統電池結構，”Ioxus聯(lián)合創(chuàng )辦人兼副總裁Chad Hall說(shuō)?！爱斈阈枰倭炕蚝髠潆娫?，我們便能提供可滿(mǎn)足這些需求的解決方案，而且完全沒(méi)有使用傳統電池時(shí)會(huì )遇到的問(wèn)題?！?/span>
該技術(shù)的適用領(lǐng)域包含了從簡(jiǎn)單到極復雜的應用。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)簡(jiǎn)單的手電筒，只要用混合超電容器，就能在短短20秒內充飽可用2小時(shí)的電量。而一個(gè)復雜的汽車(chē)再生剎車(chē)系統（regenerative braking system）也能改用混合超電容器，在每次剎車(chē)和停下來(lái)時(shí)進(jìn)行充電，而后，當你踩下油門(mén)便可重新啟動(dòng)汽車(chē)──這可望消除所有因汽車(chē)的停止和啟動(dòng)所造成的污染。
在汽車(chē)應用中，這種混合電容器能夠以更具成本效益的方法，嵌入在汽車(chē)的各個(gè)不同應用中，它能夠儲存較少量的能源，為汽車(chē)的供電指示LED燈、車(chē)載電腦、電動(dòng)車(chē)窗、電動(dòng)門(mén)鎖以及**系統提供所需電力。而當汽車(chē)的主電池完全失效時(shí)，所有由混合式超級電容器提供電力的系統仍能順利運作。此外，Ioxus公司也估計，若電動(dòng)汽車(chē)采用這種分布式的混合式超級電容器，來(lái)取代原有單一大型集中式電池的設計，將能減少約20～30磅（約9～14KG）的重量。
市場(chǎng)上也有少數其他廠(chǎng)商聲稱(chēng)擁有類(lèi)似于Ioxus的混合動(dòng)力超電容器，但這些產(chǎn)品都缺乏Ioxus的獨特整合特性。例如，Evans Capacitor Co.公司推出了具備更高電壓的低能量混合電容器，但與Ioxus的混合型超電容器相比，它更類(lèi)似于一種獨立型超電容器。而JM Energy Corp.公司也開(kāi)發(fā)了“鋰離子電容器”，但同樣的，與Ioxus的混合型超電容器相比，它更像是一個(gè)鋰離子電池。Ioxus也強調，該公司擁有的知識產(chǎn)權，使其產(chǎn)品的運作效能更優(yōu)于Evan和JM Energy的產(chǎn)品。
“混合式超級電容器”如何工作？
Ioxus的混合型超電容器結合了一種在分隔的絕緣板上累積電荷的電容器架構，以及化學(xué)儲存的鋰離子電池。這個(gè)采用與鋰子電池相同化學(xué)品的混合型超電容器，將這些化學(xué)品分散到固態(tài)電極的表面，而不是將這些化學(xué)品嵌入到多孔電極中──這種緩慢的“插入”（intercalation）過(guò)程是進(jìn)行充放電時(shí)所必要的。
因此，Ioxus的混合超電容器可以在幾乎任何速率下進(jìn)行充電和放電，這使其能夠依照應用所需，去耗盡及釋出大量或微小的電流。只有一個(gè)缺點(diǎn)：它們無(wú)法儲存像傳統電池那樣多的電量，而且無(wú)法長(cháng)久儲存，不過(guò)，分布式架構可以補償這些缺陷，Ioxus表示。
內置鋰離子電池的Ioxus混合超電容器采用分布式儲存架構，其運作效能甚至比該技術(shù)本身更加優(yōu)良
“混合電容器可用來(lái)添加在需要供給能源的地方，”Hall說(shuō)?！八麄兡軆Υ姹葐我恍统娙萜鞲嗟哪芰?，而且，與鋰離子電池相比，它可承受幾乎無(wú)限量的充放電循環(huán)次數?！?/span>
混合型超電容器無(wú)法儲存和鋰離子電池一樣多的電量，但它們可儲存的電量大約會(huì )比單一型超電容器多出一倍，再加上幾乎無(wú)限次數的充/放電循環(huán)特性。大部份的鋰離子電池僅有數百次的充/放電周期，而一些強調長(cháng)效應用的版本，其充/放電次數也局限在數千次。但混合型超電容器的充/放電次數通常是其產(chǎn)品壽命的好幾倍－－Ioxus的測試顯示其產(chǎn)品充放電過(guò)期可超過(guò)2萬(wàn)次。
混合型超電容器還可提供比當前強大的電池更高的即時(shí)啟動(dòng)電源──高達每千克5kW，其他更高價(jià)的電池可能僅能達到3kW/kg。Ioxus還聲稱(chēng)，其混合型超電容器的能源效率可達95%，而zui好的鋰離子電池則僅有70%。