超級電容器作為一種新型儲能裝置，具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢，可以在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池，在節(jié)能環(huán)保日益成為主題的今天，它的應(yīng)用越來越引起世界各國的重視。
超級電容器產(chǎn)業(yè)化受到各國重視
美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位
國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實用化水平的廠家只有10多家
在超級電容器的產(chǎn)業(yè)化方面，美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位。如美國的Maxwel，日本的Nec、松下、Tokin和俄羅斯的Econd公司等，這些公司目前占據(jù)著全球大部分市場。國外主要的生產(chǎn)企業(yè)有：美國的Maxwell公司，俄羅斯的Econd公司、Elit公司，日本的Elna公司、Panasonic公司、Nec-Tokin公司，韓國的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。
美國、日本、韓國等國家一直致力于開發(fā)高比功率和高比能量的超級電容器。在超級電容器的研究中，許多工作都是開發(fā)在各種電解液中有較高比能量的電極材料。目前應(yīng)用于超級電容器的材料主要有碳基材料、金屬氧化物及水合物材料和導(dǎo)電聚合物材料三種。
國外研究超級電容器起步較早，技術(shù)相對比較成熟。它們均把超級電容器項目作為國家級的重點(diǎn)研究和開發(fā)項目，提出了近期和中長期發(fā)展計劃。俄羅斯的Esma公司是生產(chǎn)無機(jī)混合型超級電容器的代表，然而，Esma公司目前還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)能力。此外，俄羅斯的Elit公司、法國的Saft公司、美國的Cooper公司、日本的Nec公司和松下公司也投入巨大資金對大容量超級電容器進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)的研究。
全球紐扣型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為10.2億美元，卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為34.8億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為45億美元，同比增長45%；卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為52.2億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為67.5億美元，同比增長50%。
近年來，由于看好這一領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，中國一些公司也開始積極涉足這一產(chǎn)業(yè)，并已經(jīng)具備了一定的技術(shù)實力和產(chǎn)業(yè)化能力。
國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，然而，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實用化水平的廠家只有10多家。上海奧威科技開發(fā)有限公司開發(fā)的“車用超級電容器”，在技術(shù)水平上較為先進(jìn)。通過與國外廠商產(chǎn)品對比，奧威產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品的電性能和物理性能較為接近，某些性能已經(jīng)超過了國外同類產(chǎn)品。總體上看，該公司的產(chǎn)品已達(dá)到了同類產(chǎn)品的國際先進(jìn)水平。
目前，國內(nèi)廠商大多生產(chǎn)液體雙電層電容器，重要企業(yè)有錦州富辰公司、北京集星公司、上海奧威公司等十多家。錦州富辰公司是國內(nèi)最大的超級電容器專業(yè)生產(chǎn)廠，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級電容器。北京集星公司可生產(chǎn)卷繞型和大型電容器。據(jù)稱，國產(chǎn)超級電容器已占有中國市場60%-70%的份額。
除此之外，國內(nèi)也有其他數(shù)家超級電容器供應(yīng)商，如哈爾濱巨容新能源公司等等，這些公司均是近兩年成立，并在各自擅長的領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品市場推廣工作。同時，國內(nèi)的江西、江蘇、河南、陜西和天津等省市也紛紛出臺相關(guān)政策，支持本省市企業(yè)積極進(jìn)軍超級電容器這種新興的儲能元件市場，如中國電子元器件百強(qiáng)之一的江西信達(dá)電子公司也正在尋求合作伙伴，以期共同進(jìn)行超級電容器的生產(chǎn)。
由于新興公司不斷涌現(xiàn)，超級電容器在國內(nèi)的大規(guī)模應(yīng)用也漸行漸近。國內(nèi)供應(yīng)商正積極地從不同角度來應(yīng)對規(guī)模應(yīng)用所面臨的問題。
提高產(chǎn)品的安全性也為供應(yīng)商所重視。特別是在大功率應(yīng)用方面，國內(nèi)某家超級電容器公司的高層指出，在安全性問題上，超級電容器雖然可能發(fā)生內(nèi)部短路，但他指出，只要每個超級電容器都配備電路管理系統(tǒng)，就可及時發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題。
在克服大功率應(yīng)用超級電容器一次性投入成本較高的問題上，國內(nèi)供應(yīng)商也在提高其性價比方面積極努力。以鉛酸蓄電池為例，目前一般可充放電5000次，但超級電容器理論上的充放電次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次乃至數(shù)十萬次，就實際水平而言，國內(nèi)廠商中上海奧威科技的超級電容器已經(jīng)可以實現(xiàn)充放電20000次。這樣一來，如果超級電容器在使用壽命上是蓄電池的4-5倍，而價格卻僅為其3倍左右的話，就可以體現(xiàn)出更具競爭優(yōu)勢的性價比來。
市場需求有巨大潛力
由于超級電容器具有充放電速度快、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，有希望成為本世紀(jì)新型的綠色能源
目前中國市場的年需求量可達(dá)2150萬只，約1.2億瓦時，且每年都在以約50%的速度增長
21世紀(jì)，隨著全球氣候變暖，資源缺乏，全世界各個國家和地區(qū)都在研發(fā)新的綠色環(huán)保型能源，而超級電容器生產(chǎn)所用的材料普遍為綠色環(huán)保。因此，超級電容器作為本世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型儲能產(chǎn)品之一，正在為越來越多的國家和企業(yè)爭相研制和生產(chǎn)。10年前，超級電容器每年只能賣出去很少的數(shù)量，而且價格很貴，大約1美元-2美元/法拉，現(xiàn)在，超級電容器已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品大批量供應(yīng)市場，價格也大大降低，平均0.01美元-0.02美元/法拉。
高端的多功能三相電能表由于數(shù)據(jù)存儲量大于普通電能表，而傳統(tǒng)的鋰電池會出現(xiàn)沒電的狀況，從而導(dǎo)致了超級電容器在電能表上的應(yīng)用。
新材料催生高端新產(chǎn)品
從結(jié)構(gòu)上看，超級電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對超級電容器的性能起著決定性的影響，采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。
美國得克薩斯州一家研制電動汽車儲能裝置，名為EEStor的公司打破沉默，對外宣告了他們“里程碑”式的成果：他們的自動生產(chǎn)線已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗收，其產(chǎn)品的關(guān)鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化，純度達(dá)到了99.9994%。
這一技術(shù)一旦進(jìn)入成熟的工業(yè)生產(chǎn)，他們所研制的新型超級電容器動力系統(tǒng)將替代包括從電動汽車到筆記本電腦的一切電化學(xué)電池。人們最初懷疑EEStor公司這一成果的可信度，但現(xiàn)在看來，他們還真不太像是在“吹牛”。按照2006年4月發(fā)表的專利，EEStor這種能量存儲裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。從技術(shù)上說，它并不是電池，而是一種超級電容器，它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個電動車走500英里，電費(fèi)只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機(jī)車走相同里程則要花費(fèi)60美元。
與傳統(tǒng)的電化學(xué)電池相比，超級電容器有很多好處。它可以無限制地接受無數(shù)次放電和充電，換句話說，超級電容器沒有“記憶”。但是，一般的超級電容器也有其弱點(diǎn)，就是能量存儲率有限，今天市場上的高端超級電容器每0.4536千克的存儲能量只有鋰電池的1/25。
而EEStor開發(fā)的超級電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲能量的能力大大提高。該超級電容器每公斤所存儲的能量可達(dá)0.28千瓦時，相比之下，每公斤鋰電池是0.12千瓦時，鉛酸電池只有0.032千瓦時，這就讓超級電容器有了可用在從電動車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領(lǐng)域的可能。好的鉛酸電池能充電500～700次，而根據(jù)EEStor的聲明，新的超級電容器可反復(fù)充電100萬次以上，也不會出現(xiàn)材料降解問題。而且，由于它不是化學(xué)電池，而是一種固體狀態(tài)的能量儲存系統(tǒng)，不會出現(xiàn)鋰電池那種過熱甚至爆炸的危險，沒有安全隱患。
這一發(fā)明的意義相當(dāng)重大，該突破不僅從根本上改變了電動車在交通運(yùn)輸中的位置，也將改進(jìn)諸如風(fēng)能、太陽能等間歇性能源的利用性能，增進(jìn)了電網(wǎng)的效率和穩(wěn)定性，滿足人們能源安全的需求，減少對石油的依賴。顯然，該突破也對下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動車，還可能取代220500瓦的大型汽車。
超級電容器產(chǎn)業(yè)化受到各國重視
美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位
國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實用化水平的廠家只有10多家
在超級電容器的產(chǎn)業(yè)化方面，美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位。如美國的Maxwel，日本的Nec、松下、Tokin和俄羅斯的Econd公司等，這些公司目前占據(jù)著全球大部分市場。國外主要的生產(chǎn)企業(yè)有：美國的Maxwell公司，俄羅斯的Econd公司、Elit公司，日本的Elna公司、Panasonic公司、Nec-Tokin公司，韓國的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。
美國、日本、韓國等國家一直致力于開發(fā)高比功率和高比能量的超級電容器。在超級電容器的研究中，許多工作都是開發(fā)在各種電解液中有較高比能量的電極材料。目前應(yīng)用于超級電容器的材料主要有碳基材料、金屬氧化物及水合物材料和導(dǎo)電聚合物材料三種。
國外研究超級電容器起步較早，技術(shù)相對比較成熟。它們均把超級電容器項目作為國家級的重點(diǎn)研究和開發(fā)項目，提出了近期和中長期發(fā)展計劃。俄羅斯的Esma公司是生產(chǎn)無機(jī)混合型超級電容器的代表，然而，Esma公司目前還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)能力。此外，俄羅斯的Elit公司、法國的Saft公司、美國的Cooper公司、日本的Nec公司和松下公司也投入巨大資金對大容量超級電容器進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)的研究。
全球紐扣型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為10.2億美元，卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為34.8億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為45億美元，同比增長45%；卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為52.2億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為67.5億美元，同比增長50%。
近年來，由于看好這一領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，中國一些公司也開始積極涉足這一產(chǎn)業(yè)，并已經(jīng)具備了一定的技術(shù)實力和產(chǎn)業(yè)化能力。
國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，然而，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實用化水平的廠家只有10多家。上海奧威科技開發(fā)有限公司開發(fā)的“車用超級電容器”，在技術(shù)水平上較為先進(jìn)。通過與國外廠商產(chǎn)品對比，奧威產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品的電性能和物理性能較為接近，某些性能已經(jīng)超過了國外同類產(chǎn)品。總體上看，該公司的產(chǎn)品已達(dá)到了同類產(chǎn)品的國際先進(jìn)水平。
目前，國內(nèi)廠商大多生產(chǎn)液體雙電層電容器，重要企業(yè)有錦州富辰公司、北京集星公司、上海奧威公司等十多家。錦州富辰公司是國內(nèi)最大的超級電容器專業(yè)生產(chǎn)廠，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級電容器。北京集星公司可生產(chǎn)卷繞型和大型電容器。據(jù)稱，國產(chǎn)超級電容器已占有中國市場60%-70%的份額。
除此之外，國內(nèi)也有其他數(shù)家超級電容器供應(yīng)商，如哈爾濱巨容新能源公司等等，這些公司均是近兩年成立，并在各自擅長的領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品市場推廣工作。同時，國內(nèi)的江西、江蘇、河南、陜西和天津等省市也紛紛出臺相關(guān)政策，支持本省市企業(yè)積極進(jìn)軍超級電容器這種新興的儲能元件市場，如中國電子元器件百強(qiáng)之一的江西信達(dá)電子公司也正在尋求合作伙伴，以期共同進(jìn)行超級電容器的生產(chǎn)。
由于新興公司不斷涌現(xiàn)，超級電容器在國內(nèi)的大規(guī)模應(yīng)用也漸行漸近。國內(nèi)供應(yīng)商正積極地從不同角度來應(yīng)對規(guī)模應(yīng)用所面臨的問題。
提高產(chǎn)品的安全性也為供應(yīng)商所重視。特別是在大功率應(yīng)用方面，國內(nèi)某家超級電容器公司的高層指出，在安全性問題上，超級電容器雖然可能發(fā)生內(nèi)部短路，但他指出，只要每個超級電容器都配備電路管理系統(tǒng)，就可及時發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題。
在克服大功率應(yīng)用超級電容器一次性投入成本較高的問題上，國內(nèi)供應(yīng)商也在提高其性價比方面積極努力。以鉛酸蓄電池為例，目前一般可充放電5000次，但超級電容器理論上的充放電次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次乃至數(shù)十萬次，就實際水平而言，國內(nèi)廠商中上海奧威科技的超級電容器已經(jīng)可以實現(xiàn)充放電20000次。這樣一來，如果超級電容器在使用壽命上是蓄電池的4-5倍，而價格卻僅為其3倍左右的話，就可以體現(xiàn)出更具競爭優(yōu)勢的性價比來。
市場需求有巨大潛力
由于超級電容器具有充放電速度快、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，有希望成為本世紀(jì)新型的綠色能源
目前中國市場的年需求量可達(dá)2150萬只，約1.2億瓦時，且每年都在以約50%的速度增長
21世紀(jì)，隨著全球氣候變暖，資源缺乏，全世界各個國家和地區(qū)都在研發(fā)新的綠色環(huán)保型能源，而超級電容器生產(chǎn)所用的材料普遍為綠色環(huán)保。因此，超級電容器作為本世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型儲能產(chǎn)品之一，正在為越來越多的國家和企業(yè)爭相研制和生產(chǎn)。10年前，超級電容器每年只能賣出去很少的數(shù)量，而且價格很貴，大約1美元-2美元/法拉，現(xiàn)在，超級電容器已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品大批量供應(yīng)市場，價格也大大降低，平均0.01美元-0.02美元/法拉。
高端的多功能三相電能表由于數(shù)據(jù)存儲量大于普通電能表，而傳統(tǒng)的鋰電池會出現(xiàn)沒電的狀況，從而導(dǎo)致了超級電容器在電能表上的應(yīng)用。
新材料催生高端新產(chǎn)品
從結(jié)構(gòu)上看，超級電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對超級電容器的性能起著決定性的影響，采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。
美國得克薩斯州一家研制電動汽車儲能裝置，名為EEStor的公司打破沉默，對外宣告了他們“里程碑”式的成果：他們的自動生產(chǎn)線已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗收，其產(chǎn)品的關(guān)鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化，純度達(dá)到了99.9994%。
這一技術(shù)一旦進(jìn)入成熟的工業(yè)生產(chǎn)，他們所研制的新型超級電容器動力系統(tǒng)將替代包括從電動汽車到筆記本電腦的一切電化學(xué)電池。人們最初懷疑EEStor公司這一成果的可信度，但現(xiàn)在看來，他們還真不太像是在“吹牛”。按照2006年4月發(fā)表的專利，EEStor這種能量存儲裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。從技術(shù)上說，它并不是電池，而是一種超級電容器，它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個電動車走500英里，電費(fèi)只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機(jī)車走相同里程則要花費(fèi)60美元。
與傳統(tǒng)的電化學(xué)電池相比，超級電容器有很多好處。它可以無限制地接受無數(shù)次放電和充電，換句話說，超級電容器沒有“記憶”。但是，一般的超級電容器也有其弱點(diǎn)，就是能量存儲率有限，今天市場上的高端超級電容器每0.4536千克的存儲能量只有鋰電池的1/25。
而EEStor開發(fā)的超級電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲能量的能力大大提高。該超級電容器每公斤所存儲的能量可達(dá)0.28千瓦時，相比之下，每公斤鋰電池是0.12千瓦時，鉛酸電池只有0.032千瓦時，這就讓超級電容器有了可用在從電動車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領(lǐng)域的可能。好的鉛酸電池能充電500～700次，而根據(jù)EEStor的聲明，新的超級電容器可反復(fù)充電100萬次以上，也不會出現(xiàn)材料降解問題。而且，由于它不是化學(xué)電池，而是一種固體狀態(tài)的能量儲存系統(tǒng)，不會出現(xiàn)鋰電池那種過熱甚至爆炸的危險，沒有安全隱患。
這一發(fā)明的意義相當(dāng)重大，該突破不僅從根本上改變了電動車在交通運(yùn)輸中的位置，也將改進(jìn)諸如風(fēng)能、太陽能等間歇性能源的利用性能，增進(jìn)了電網(wǎng)的效率和穩(wěn)定性，滿足人們能源安全的需求，減少對石油的依賴。顯然，該突破也對下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動車，還可能取代220500瓦的大型汽車。