“超級(jí)電容器作為一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能器件,，因具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng),、使用溫度范圍寬,、安全可靠、環(huán)境友好等特點(diǎn),，在軍民市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁,。”5月31日,，記者來(lái)到中科院山西煤化所,，709課題組長(zhǎng)陳成猛對(duì)記者說(shuō)。超級(jí)電容器作為高功率電源,，已在電磁彈射,、激光武器和車輛冷啟動(dòng)等領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用，滿足了特種裝備對(duì)高可靠性電源的需求,。在民用領(lǐng)域,，超級(jí)電容器已廣泛應(yīng)用于軌道交通、電動(dòng)公交,、智能四表,、風(fēng)電和智能電網(wǎng)等新興市場(chǎng)。

當(dāng)前,，商業(yè)化超級(jí)電容器主要以雙電層電容器為主,，其核心電極材料為超級(jí)電容多孔炭材料（以下簡(jiǎn)稱“電容炭”）。國(guó)內(nèi)在電容炭方面起步較晚,、存在研發(fā)投入不足,、產(chǎn)學(xué)研用脫節(jié)、力量分散,、大部分工作仍停留在實(shí)驗(yàn)室探索階段的問(wèn)題,。近年來(lái)，多家國(guó)內(nèi)企業(yè)先后啟動(dòng)了產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，但與國(guó)外行業(yè)龍頭企業(yè)相比,，國(guó)產(chǎn)炭仍存在產(chǎn)品純度低,、循環(huán)穩(wěn)定性差、批次不穩(wěn)定和應(yīng)用適配性差等突出問(wèn)題,。目前,，國(guó)內(nèi)電容器企業(yè)主要依賴從日本、韓國(guó)和美國(guó)進(jìn)口電容炭材料,，價(jià)格每噸30~80萬(wàn)不等。

對(duì)此,，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所聯(lián)合山西美錦能源股份有限公司,，首次打通了淀粉基電容炭批量化制備路線，解決了淀粉基電容炭中試制備過(guò)程中的交聯(lián),、連續(xù)活化,、深度純化和表面脫氧等技術(shù)難題，設(shè)計(jì)并建成10噸級(jí)電容炭中試示范線,，獲得高品質(zhì)電容炭,。通過(guò)團(tuán)隊(duì)自有平臺(tái)、第三方,、下游客戶進(jìn)行材料物化性能,、加工性能和電化學(xué)性能的評(píng)測(cè)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定型和工藝固化,，形成成熟可靠的材料+應(yīng)用解決方案,，實(shí)現(xiàn)與終端用戶的無(wú)縫對(duì)接。完成年產(chǎn)500噸淀粉基電容炭工藝包和年產(chǎn)1000噸項(xiàng)目可研報(bào)告的編制,，為國(guó)內(nèi)電容炭產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),。并申請(qǐng)中國(guó)專利16項(xiàng)，其中發(fā)明專利12項(xiàng),，授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng),，主持制定IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)（IEC/TS62565-5-1、IEC/TS62565-5-2）,，所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已在寧波中車,、錦州凱美和上海奧威等超級(jí)電容器企業(yè)試用。

2021年4月18日,，該技術(shù)通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評(píng)估,。評(píng)估委員會(huì)專家經(jīng)質(zhì)詢和討論，一致認(rèn)為該技術(shù)有望解決困擾我國(guó)超級(jí)電容器行業(yè)的瓶頸問(wèn)題,，實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容活性炭的國(guó)產(chǎn)化,，整體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

目前，一期500噸電容炭產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目啟動(dòng)在即,，項(xiàng)目完成后,，將具備年產(chǎn)500噸電容炭的生產(chǎn)能力。屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)電容炭的國(guó)產(chǎn)化和進(jìn)口替代,，解決困擾中國(guó)超級(jí)電容器行業(yè)多年的“卡脖子”難題,，推動(dòng)關(guān)鍵核心材料實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，為國(guó)防領(lǐng)域軍事裝備提供可靠的材料保障,，擺脫軍用特種電源關(guān)鍵材料受制于人的現(xiàn)狀,，在保障國(guó)防安全的同時(shí)，滿足下一代武器裝備對(duì)特種電源和電極材料的要求,。

■ 科學(xué)導(dǎo)報(bào)記者 李軍