勇立创新潮头·上海产业菁英｜吴明霞：“储能闪电侠”走出中国技术路线

超级电容器，被称为新能源装备领域的“储能闪电侠”，相较于锂电池，它有着超长的循环寿命和超高功率密度，能在极短时间内完成充放电。

“如果把储能容器比作一瓶水，那么，锂电池就相当于瓶口窄小、但肚量大的细口瓶，充电时瓶口只能流出细细水流，而超级电容器则好似一个广口瓶，哗啦啦一下子就能倒出很多水来。”上海奥威科技有限公司副总经理、工程中心副主任吴明霞生动地解释道，“美中不足的是，超级电容器这个瓶子容量不大，而我们要做的超级电容器，就是在把‘瓶口’做宽的同时把‘肚子’也做大，再兼顾高功率和高寿命。”

这个“既要又要”兼具锂电池与超级电容器优点的储能容器，原理听起来不难理解，但对于吴明霞及其团队来说，却是埋头十余年的苦干。自2008年开始实验室预研，上海奥威科技研制的高能量混合型超级电容器于2012年在沪投用，并在不断迭代中达到国际领先水平，走出一条具有中国特色的超级电容器技术路线。

打碎进口“滤镜”，大力提升国产替代率

对于超级电容器来说，高能量、高功率和长寿命堪称一个“不可能”三角，彼此性能存在冲突。吴明霞及团队认为，如果要想兼具锂电池和超级电容器的优点，同时实现高比能量和高比功率，是不是可以在同一个体系内结合应用二者的材料？于是，2008年起，她与团队着手进行正负极材料、电解液、隔膜的匹配，最终开发出的混合型超级电容器，为行业内首创。

在研发过程中，高度依赖进口的核心原材料成了吴明霞团队遇到的最大困难。“一开始我们主要从日本和欧美国家进口核心原材料，不仅贵，货源也不稳定，随时可能面临断供问题。”她告诉记者，有时好不容易测试了一种材料的稳定性能，原料换一个型号可能就要重新开始。

于是，吴明霞及团队将目光转向国内，一边研究产品，一边积极与国内各大院校、企业合作，同步开展国产材料的研究。然而，国产替代并非易事。“针对超级电容器中的每一种核心材料，我们都要找多家国内厂商进行比对。”吴明霞说，仅极片所需的活性炭，团队就测试了上百种国内可替代产品。十余年的不懈努力下，目前，上海奥威科技研发的混合型超级电容器在某些型号上的国产率已达100%。

不仅实现国产化，更重要的是，混合型超级电容器的路也跑通了——不久前，公司最新一代产品刚刚通过上海技术交易所的成果鉴定，证实其能量密度达到140瓦时/千克，整体综合技术水平达到国际领先水平；同时，在与国内外知名企业的典型产品如美国MAXWELL、日本武藏、印度SPEL等对标中，上海奥威科技混合型超级电容器的综合指标都具有明显优势。

那么，表现在使用场景中，140瓦时/千克是什么概念？目前，这一产品正应用于上海26路公交车上。吴明霞举例解释，2000年左右，超级电容器的能量密度普遍在6瓦时/千克，如果这样的电容器用在26路车上，基本每一站都要补电；而现在搭载了140瓦时/千克超级电容器的车，可以一口气跑20多公里，中间无需充电。

拓宽应用领域，率先制定国际标准

有着优越性能的混合型超级电容器也打开了储能设备的应用新思路。“既然固定线路的公交车可以使用，那么，同样是从甲地到乙地固定往返的轮渡新能源船只，是不是也能用超级电容器来充电？”吴明霞告诉记者，此前，新能源船只使用的大多是锂电池。但储电量大的锂电池对轮渡船只来说“绰绰有余”，于是，吴明霞与团队打开思路——为新能源船换装储电量较小但充放电速度更快的超级电容器，这样不仅能节省成本，还更安全。

2017年开始，吴明霞及团队与中国船级社（CCS）、中船集团以及多家船东共同进行现场试验，经过长达两三年的稳定性和可靠性验证，最终中国船级社将超级电容器纳入其规范和指南之中。与此同时，吴明霞还牵头制定行业标准《SJ-T 11894-2023船用超级电容器总规范》，于2023年颁布实施，标志着超级电容器突破在新能源船舶领域的应用瓶颈。“今年，我们和上海海事局共同向国际海事组织（IMO）海安会第110届会议提交的‘船用超级电容器技术最新应用案例’提案也被采纳了。”吴明霞说。

“其实，十几年前刚入行时，我就发现，国际巨头所垄断的技术和材料并不是‘神话’。”吴明霞说，我们用实际行动证明，我们完全有能力自主研发并达到国际领先水平，甚至是引领国际标准的制定。

展望未来，吴明霞坦言，目前国内新能源行业还是比较“卷”，对成本、品质要求越来越高。她与团队也将踏上新征程，包括进一步提升超级电容器性能、与锂电池形成错峰优势，以自动化、智能化、国产化降低生产成本等。

人物小传

吴明霞，上海奥威科技有限公司副总经理、工程中心副主任，从事新材料与新能源领域工作17年，主要负责快充储能器件及超级电容器的一线研发和应用推广。先后获评2022年“上海工匠”、2023年“明珠工程师”、2024年“明珠领军人才”、2024年“上海东方英才拔尖项目”。

来源丨文汇报