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超级电容器合规运输要知道这些
作者:卢斌 冀红略 王刚 张建达 李宇
文 / 卢斌 冀红略 王刚 张建达 李宇
超级电容器具有充放电时间短、高功率密度以及循环稳定性好等优点,在新能源、交通、工业等领域得到广泛应用。从能源转型的全局视角看,研发超级电容器的储能技术兼具高效性和可持续性,不仅是当下迫切需要突破的技术瓶颈,更是在全球范围内实现绿色、低碳发展的关键路径之一。本文主要对超级电容器的运输要求进行介绍。

表1 双电层电容器与非对称电容器对比
类别双电层电容器非对称电容器
储能机制双电层(无法拉第反应)双电层+赝电容(法拉第准电容)
电极高比表面积材料,双电层一极是双电层,另一极为非双电层
最低工作电压0伏特通常不为0伏特
表2 超级电容器的TDG分类
联合国编号正式运输名称类或项联合国包装类别特殊规定
UN3499双电层电容器(储能量大于0.3瓦特小时)第9类杂项危险物质和物品,包括危害环境物质-361
UN3508非对称电容器(储能量大于0.3瓦特小时)第9类杂项危险物质和物品,包括危害环境物质-372
超级电容器的基本知识
超级电容器,也称为超级电容或电化学电容器,是一种介于传统电容器和电池之间的储能装置,其工作原理主要基于双电层电容和法拉第准电容两种机制。超级电容器主要有双电层电容器(EDLC)和非对称电容器(ASC)两类,它们之间的区别如表1所示。
超级电容器主要包括电源、收集器、电极、双电层、电解质、分离器等部分,在运输过程中可能发生漏液、着火、爆炸等安全事故,因此联合国《关于危险货物运输的建议书 规章范本》(以下简称“TDG”)为其分配了专属运输条目。
超级电容器的运输分类
根据TDG第23修订版,超级电容器被划入UN3499或UN3508条目,属于第9类危险货物,详细情况如表2所示。
由表2可知,电容器被明确列为第9类危险货物,但只有储能量大于0.3瓦特小时的电容器才被列为危险货物。换言之,如果电容器的储能量小于或等于0.3瓦特小时,那就不必按照危险货物要求运输。
电容器储能量的计算公式为:储能量=1/2C(U-U)×(1/3600)。其中,C为标称容量,U为标称电压,U为额定电压下限。
超级电容器的运输要求
双电层电容器运输要求
对于双电层电容器,包括不符合任何危险货物类别或项别分类标准的含有一种电解质的电容器,均有一些基本的安全运输标准,具体包括以下六个方面。
一是未安装在设备上的电容器,应在未充电的状态下运输;安装在设备上的电容器,应确保在未充电的状态下运输,或采取防止短路的保护措施。
二是每个电容器都需要采取以下保护措施,防止在运输过程中可能发生短路的危险:当电容器的储能量小于等于10瓦特小时,或当一个模块里的每个电容器储能量小于等于10瓦特小时,电容器或模块应采取防止短路的保护措施,或以金属带连接两极;当单独的电容器或一个模块里的每个电容器的储能量大于10瓦特小时,电容器或模块应以金属带连接两极。
三是带有危险货物的电容器,在设计上应能承受95千帕的压力差。
四是电容器的设计和制造,应能通过一个排气孔或电容器外壳上的一个薄弱点,安全释放其使用过程中可能形成的压力。排气时释放出的任何液体,应保持在容器内或安装电容器的设备内。
五是在2013年12月31日以后生产的电容器必须用瓦特小时标记储能量。
六是双电层电容器运输豁免要求为:(1)含有一种电解质但不符合危险货物任何类别和项别之分类标准的电容器,包括安装在设备上的电容器,不受TDG其他规定的限制。(2)含有一种电解质且符合危险货物任何类别或项别之分类标准的电容器,储能量小于或等于10瓦特小时的,如在不施加包装的情况下,能够在坚硬表面承受1.2米跌落试验而无内装物损失,则不受TDG其他规定的限制。(3)含有一种电解质且符合危险货物任何类别或项别之分类标准的电容器,未安装在设备上,储能量大于10瓦特小时的,应受TDG限制。(4)安装在设备上并含有一种电解质,且符合危险货物任何类别或项别之分类标准的电容器,不受TDG其他规定的限制,但条件是设备应在以适当材料制造的坚固外包装内,外包装的指定用途具有足够的强度和适当的设计,可防止运输过程中电容器意外工作;同时带有电容器的大型牢靠设备,如装载电容器的设备已为之提供了同等安全的保护,可在不施加包装的情况下提交运输,或放在托盘上运输。
非对称电容器运输要求
对于非对称电容器,运输时除应采取保护措施以防短路外,还需遵循以下四方面要求。
一是电容器的设计和制造应能通过一个排气孔或电容器外壳上的一个薄弱点,安全释放使用过程中可能聚集起来的压力。
二是2015年12月31日后生产的电容器,储能量应以瓦特小时表示。
三是含有一种电解质,符合危险货物任何类别或项别之分类标准的电容器,在设计上应能够承受95千帕的压力差。
四是非对称电容器运输豁免要求为:(1)含有一种电解质但不符合危险货物任何类别和项别之分类标准的电容器,包括配置在设备上的电容器,不受TDG其他规定的限制。(2)含有一种电解质且该电解质符合危险货物任何类别或项别之分类标准的电容器,储能量小于或等于20瓦特小时,包括配置在模块上的电容器,如在不施加包装的情况下,能够在坚硬表面承受1.2米跌落试验而无内装物损失,则不受TDG其他规定的限制。
(作者单位:深圳海关)
注:本文内容仅供参考,具体业务的办理要求请询主管海关。