在“冒險”中前行——湖南耐普恩電能科技有限公司成長之路

文/本刊記者李瑚 尹嫦月

手機充電僅需2秒、太陽能路燈一個早上的充電量就可以滿足7天的照明，汽車剎車時的制動能量可被瞬間回收并儲存……這就是超級電容器的神奇功能。它是近年來隨著新材料科學的突破而出現的一種介于傳統電容器與電池之間的新型綠色環保物理儲能器件，是對化學儲能技術的有益補充。

日前，由湖南耐普恩電能科技有限公司（下稱“耐普恩”）自主研發的超級電容器生產線正式投產，這是國內第一條年產100萬只超級電容器生產線，它涵蓋了極片制備、單體組裝全工藝流程。有業內人士表示，這標志著國內超級電容器行業長期被國外廠商壟斷的局面將被打破，必將加速我國超級電容器產業的發展。

然而，完成這一對中國超級電容器產業發展具有重大意義的耐普恩公司其實只是一家創辦僅四年的年輕企業。從初創到發展壯大，從科研創新到市場抉擇，耐普恩的成長之路上總是伴隨著各種“冒險”，但正所謂“知者不惑，勇者不懼”，耐普恩憑借著智慧和勇敢，在超級電容器領域闖出了自己的一片天。

初創：骨頭再硬也要啃

光看長相，超級電容器和電池一樣，只是“身材”算得上是加大號。但同樣身為儲能元件，超級電容器區別于電池的“超級”之處何在？

“超級電容器是一種物理式儲能裝置，就像把水倒進水杯再倒出去一樣直接、快速，這個過程中不會發生化學反應，水量可多可少。而以鉛酸蓄電池、鋰電池為代表的化學式儲能裝備則是把電能轉變成化學能，再把化學能轉變成電能釋放出來，充放電的速度必然變慢。”耐普恩董事長黃浩宇對自家“寶貝”的優點如數家珍，“得益于物理式儲能的特征，超級電容器在常溫下可循環使用100萬次，充電10秒至10分鐘即可達到額定容量的95%以上，無污染及爆炸風險。”而化學式儲能充電次數在1萬次以內，充電時間長達數小時，存在爆炸與污染環境的風險。

然而，稱得上超級電容器專家的黃浩宇，此前與這種高新技術并無交集。他們的緣分來得偶然，卻結得深厚。軍人出身的黃浩宇從商多年，一次，正在加拿大出差的他在當地買了一份《環球華報》，其中一篇關于“未來20年的六大超級技術”的報道吸引了他的注意，全篇閱讀下來，超級電容器作為“一種有無限發展可能的超級技術”深深印在了他的腦海中。

回國后，黃浩宇竟在一次講座上與超級電容器重逢，這次偶遇的不只是超級電容器，還有他的老朋友鐘暉。鐘暉是中南大學冶金科學與工程學院教授，與電子材料打了多年“交道”，對超級電容器也有所研究。在老朋友的介紹下，黃浩宇了解到，超級電容器雖好，卻是一根難啃的硬骨頭。湖南曾有企業對超級電容器進行了多年研發，但關鍵技術無法突破，最后以失敗告終，國內能批量生產并達到實用化水平的企業不到20家。而隨著電動汽車等對短時間迅速充電的需求，超級電容器必定會成為市場主角。美國、日本和俄羅斯等國已在研發生產上占據領先地位，且建立了專門的國家管理機構(如美國USABC)制定國家發展計劃。

骨頭再硬也要啃。憑著商人的直覺和軍人的勇氣，黃浩宇認定了超級電容器這只“潛力股”。2010年，黃浩宇與鐘暉等人合作，成立了湖南耐普恩電能科技有限公司，做了別人想做而不敢做的事，開啟了自己全新的創業之路。

研發：另辟蹊徑勇創新

看似薄如紙、兩面黑漆漆的極片，是超級電容器制造的核心部件，其成本占總成本的50%以上。雖然國內企業涉足超級電容器領域已有十多年歷史，但一直缺乏核心的極片生產技術，無奈只能依靠高價進口。黃浩宇認為，“前輩們”在這條路上已經跑遠了，若想趕超他們，就必須站在一個新的起點上，極片的生產就是突破口。耐普恩成立時的目標就是研發擁有完全自主知識產權的超級電容器極片。

▲第五屆中國（上海）國際超級電容器產業展覽會上，黃浩宇（右一）向參觀者介紹公司產品。

超級電容器是一種容納電荷的裝置，如果把電荷比喻成蜜蜂，蜜蜂有自己賴以生存的巢穴，蜂巢里的洞穴越多，可以生存的蜜蜂就越多，也就意味著電荷越多。活性炭含有大量微孔，是制作“蜂巢”的絕佳材料，將活性炭涂抹在集流體上就能制成極片。在涂抹過程中，粘結劑的選擇十分關鍵。粘結劑過多會把微孔堵住，電荷進不來，量過少則會涂抹不上。耐普恩的生產技術副總經理劉繼波曾在這個環節上絞盡腦汁，停滯不前。“已經記不清看了多少本書，光是下載的電子書就有1000多兆，還做了上百次試驗，可一直沒有突破。”

創新靈感往往在不經意間迸發。2009年的一天，當試驗再次走進死胡同，劉繼波不得不改道而行，回到書中繼續尋找靈感。功夫不負有心人，這次，書中的一句話讓他的思路清晰起來。劉繼波選擇了一種全新的粘結劑體系，并通過實驗驗證了可能性。之后，他和團隊經過不斷嘗試終于合成了一種新型粘結劑，使處理后活性炭與集流體附著力強，并首次采用二次混漿制片工藝，改善了活性炭顆粒的分散性能和粘結性能，在保持粘結性能的同時明顯改善了電接觸性能，降低了內阻。2011年，“低內阻超級電容器極片制備新技術”通過了湖南省科技廳組織的科技成果鑒定，以中國工程院院士黃伯云為主任的鑒定委員會認為，該成果性能達到國際先進水平。

在此基礎上，公司研發團隊制備出了性能穩定、功率密度高的超級電容器單體和模組。為了在保證產品性能的同時有效降低生產成本，提高市場競爭力，耐普恩還在生產設備上下足了功夫，對配料、涂布、軋制、焊接、測試等工序全部進行了大膽創新。

“現在生產線上的工作人員不到30人，而其他同等規模的生產線需要近200人，其中的秘密就在于我們買了別人舍不得買、不敢買的設備。例如在涂布工序上，廠家一般都是采用單面涂布，而我們采購了最新研制、價值600萬的‘雙面同時擠壓涂布機’，既減少人力，又能大幅提升涂布的效率和精度。”劉繼波認為，“傳統設備雖然不會出大問題，但也難有上佳表現。相反，敢于冒險嘗試新事物才會有更大的收獲。”

不過，耐普恩的投入并不盲目，每一道工序的確定、每一臺設備的選擇都經過了改良創新、謹慎思考。對不能滿足要求的設備，公司提出改進方案，交由設備廠家“量身定做”，然后在現場試驗中不斷提出問題、解決問題。為了達到理想效果，黃浩宇和劉繼波常常親自上陣，嚴格把關，一年多的時間都在河北、上海、深圳等設備廠家做試驗。沒來得及好好享受做老板的愜意，倒先體會了一把工人的辛勞。

市場：羊腸小路向寬行

新能源汽車日益受到關注，充電慢、耗電快、壽命短的電池卻成了發展的絆腳石，而大容量、能快速充電的超級電容器正是解決之道。于是，企業把目光紛紛投向這塊大蛋糕。

是隨大流、蜂擁而上擠入這條陽光大道，還是敢于冒險、另辟蹊徑獨行羊腸小路？耐普恩選擇了后者。“別人都在搶占的市場，我們降價殺進去，對誰都不利。勇敢地向旁邊走一步，小路也能走出寬廣天地。”無論是負責技術創新的研發人員，還是執掌決策大權的股東，都認可“向寬而行”的理念，在這種氛圍下，超級電容器應用產品的研發進展順利。

超級電容器最大的殺手锏是可以瞬間吸收或釋放極高的能量，充電時間僅需幾秒。針對這一特性，耐普恩與湖南省特種設備檢驗檢測研究院合作，研發出“電梯用超級電容器節能與應急平層供電裝置”，把電梯下行產生的能量儲存起來轉化成電能，“以備不時之需”或沖抵日常耗電，讓下降中的電梯不再“白做功”，從而達到節能效果。據權威機構現場檢測，安裝該裝置后，電梯的節能效率可達到30%左右。憑借出色的節能效果，該裝置已被錄入《長沙市節能技術和產品推薦目錄（第一批）》。

此外，耐普恩生產的650F、1200F、2000F、3000F超級電容器單體已經在風光互補燈儲能系統、AGV機器人儲能系統、汽車啟停裝置等方面得到了實質性應用。

交通擁堵時，汽車尾氣排放量非常大。如果能在汽車短時停止運動時停止發動機的運行，并將制動過程中產生的熱能轉換成電能儲存在超級電容器里，之后再利用電能迅速啟動發動機，這樣就能減少燃油消耗和CO2排放，既經濟又環保。初步計算，在擁堵的交通條件下，啟停技術加上制動能量回收可節約16%至18%的燃油。“這些角落里的蛋糕其實也不小，如啟停系統在歐洲、日本的覆蓋面已經很廣，在我國卻水土不服，這無疑有很大的潛在市場。雖然市場的壯大需要時間，但全國有這么多車輛，若是能發展起來將不可小覷。”對現在公司的奮斗方向，黃浩宇非常有信心。

生命是場大冒險，只有勇敢者才能遇見奇跡。耐普恩從無到有，從有到優，離不開99%的汗水，更少不了1%的勇敢抉擇。※