全球都在向著節能環保的步伐邁進,新能源汽車越來越受用戶的青睞,因此新能源汽車的數量在逐年增加,據統計,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,多年來積累了豐富的蓄電技術,這些技術將在新能源汽車的各種應用中會發揮巨大作用。
在一年一度的CEATEC科技盛會上,尼吉康帶來了蓄電池系統,以及全套的電容器新產品,通過工程師的執著研發,筆者看到了尼吉康在原來的技術基礎上做出的諸多技術提升。
尼吉康參展CEATEC 2018
可雙向充放電的家庭蓄電系統
尼吉康在家庭蓄電系統、V2H系統、快速充電器及公共?產業用蓄電系統4個領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。
三合一混合蓄電系統
上圖看到的是尼吉康的新產品“三合一混合蓄電系統”,由頂部的太陽能充電板、電力轉換器、蓄電池和電動車充電樁組成。太陽能充電板將光能轉化為電能,儲存在蓄電池中,蓄電池通過轉換器連接到家庭供電系統和充電樁,分別供家庭生活和電動汽車充電使用。比較特殊的是,該充電系統是雙向充放電的,電動汽車中的電也可以通過該轉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。該系統是尼吉康首創的蓄電系統,壽命可以達到十年以上,太陽能的轉換效率可以達到90%以上。
隨著各個國家對環保的要求越來越高,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。這款產品預計在2019年開始在日本發售,海外版已于2018年11月開始在歐洲發售。
家用蓄電池,蓄電容量可達4.1kWh
電容器創新的腳步并為停止,突破重重
鋁電解電容器、固態鋁電容器和混合固態鋁電容器是尼吉康的優勢產品,但是還在不停地進行突破,我們在現場也看到了尼吉康的最新電容器產品。
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,擴大電極箔的表面面積,從而實現了電容器的小型化。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,擁有非晶質(不定型狀態)氧化皮膜技術,實現了耐電圧変動的氧化皮膜的形成。而且產品陣容豐富,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系列通過內部設計的最優化達到了以往長壽命產品4倍的壽命,現在耐受溫度達到了105?C,壽命長達20000小時,采用它可減小設備的維修頻率,減少電容器的更換次數,從而節約成本;從參數上看,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,主要用于環境能源發電、工業設備、家用電器等領域。
引線型鋁電解電容器基礎技術研發
基板自立型鋁電解電容器實物展示
引線型產品有兩方面提升:第一,當突然有大電壓加載時,一般電容器會被擊毀,該產品在常溫下耐電壓從450V增加到500V;第二,當電壓達到450V時保證溫度可以從常溫提高到105?C,可以應用在電源、車載、家電、工業等領域。
芯片型鋁電解電容器在UCM的基礎上增加了大尺寸產品,直徑從4mm的基礎上增加了12.5-18mm的大尺寸產品,小型產品在105?C 條件下壽命達到2000小時,大尺寸產品在105?C 條件下壽命達到5000小時。
導電性高分子鋁固體電解電容器和導電性高分子混合鋁電解電容器
導電性高分子混合鋁電解電容器和鋁非固態電解電容器相比,在高頻率領域的ESR性能優異,對于溫度變化具有穩定的ESR性能。另外,因內部含有電解液,具有氧化膜修復功能,能維持穩定的電氣性能。GYB系列的耐久性在105?C 條件下壽命達到10,000 小時。新產品GYC系列實現了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,當電解質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,恢復電容器的功能。若超過SH(自愈)型薄膜電容器的自我恢復極限產生誘電體破壞,故障部分的電容器會因絕緣破壞時產生的過電流,以小區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系列相比以往標準品電阻減少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行充放電循環的機器。在20C充電條件下,可以實現3分鐘內充滿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,左右兩個電機驅動系統,分別可以驅動左右兩個風扇轉動,風扇轉動的力量可以托起小球,讓其飄在上面。左側采用小型鋰離子二次電池,右側采用EDLC,通過實驗發現,左側對小球托起的高度遠遠高于右側,電量使用時間長于右側。
尼吉康的產品之所以占有絕對的市場優勢,關鍵是產品具有優秀的性能,第一,從原材料到成品開發、生產都是自己做,因此成本便宜,交貨期可控,產品質量有保障;第二,腐蝕技術獨特,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的物質,它會對氧化鋁進行修復,尼吉康的電解液配方獨特不易揮發,能夠快速修復三氧化鋁,同時產生盡可能少的熱能;第四,產品尺寸從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;第五是防震技術,因為很多客戶關注耐震動指標,尼吉康有原部件防震實驗來幫助客戶了解設計中存在的問題,從而更快完成設計。
從基礎電容器,到風力發電、手機,以及汽車電子,尼吉康在不斷發掘新的應用,開發更高性能的產品。