图1 超级电容器根据不同的能量存储机制分类及特点

 

图2 超级电容器按制造工艺和外形结构分类

 

在超级电容器产业化方面，国内企业如上海奥威科技、哈尔滨巨容新能源、辽宁百纳电气、北京合众汇能、北京集星科技、锦州凯美能源、深圳今朝时代等公司已经崭露头角。在看到超级电容器的巨大需求和赚钱效应后，深圳惠程、江海股份等公司也纷纷介入。

 

从构成看，超级电容器主要由电极、电解液、隔膜、引线等辅助材料组成，其中电极、电解液和隔膜材料（特别是电极材料）对超级电容器的性能起着决定性的影响，也基本决定最终产品的类型与特性。电极、电解液和隔膜的先后顺序也是对三者技术难度的排序，目前电极技术壁垒最高，电解液次之，隔膜相对容易（竞争较为激烈）。

 

图3 超级电容器产业链构成

 

1、电极材料市场状况

 

在超级电容器的研究中，许多研究工作都是围绕着开发各种具有高比能量和高比功率的电极材料进行的。具有高比表面积较小内阻的碳材料已广泛应用于双电层电容器中。采用过渡金属氧化物、水合物等材料和掺杂聚合物的法拉第电容器也逐渐得到开发应用。碳材料作为已经商业化的超级电容器电极材料，它的研究已经非常深入，其包括活性炭、炭气凝胶、碳纳米管、石墨等。在这些电极材料表面主要发生的是离子的吸附与脱吸附。它们共同特点是比表面积大，但是碳材料并不是比表面积越大，比电容就越大。只有有效表面积占全部碳材料表面积的比重越大，比电容才越大。

 

图4 2009-2017年电极材料在超级电容器中占比

 

表1 电极材料主要供应商情况分析

 

2、电解液市场状况

 

超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能装置，集高能量密度（与传统电容器相比）、高功率密度、长寿命等特性于一身，具有工作温度宽、可靠性高、快速充放电等特点。在通讯、电子、铁路、航空、航天以及军事等领域具有广泛的用途。利用超级电容和二次电池组成混合动力系统，能够很好地满足电动汽车起动、加速、能量回收等高功率的需要，近年来已成为研究的热点。电解质是超级电容器的重要组份部分，寻找合适的电解液是超级电容器目前研究的重点之一，超级电容器采用的电解质主要为四氟硼酸或六氟磷酸的季铵盐。

 

图5 2009-2017年电解液在超级电容器中占比

 

表2 电解液主要供应商情况分析

 

3、隔膜市场状况

 

目前，超级电容器已经被各个国家（地区）广泛关注，但研究热点主要集中在电极材料和电解液上，隔膜纸往往被忽略。我国更是如此，在历年我国申请的关于超级电容器方面的400篇专利中，关于隔膜纸的还不足1％，我国使用的隔膜纸也还是以进口为主。另外，我国开展相关研究的单位较少，在该领域的研究几乎是空白。华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室在5年前开始关注超级电容器隔膜纸领域的研究。

 

超级电容器最大的优势在于充放电速度快、可以大功率放电，因此，隔膜纸未来将向着定量低、厚度薄、孔隙率高且孔径适当的方向发展。

 

表3 隔膜主要供应商情况分析

 

2017年我国超级电容器行业市场规模约113.5亿元，同比2016年的90.7亿元增长了25.14%，近几年我国超级电容器行业规模情况如下图所示：

 

图6 2009-2017年我国超级电容器行业市场规模及增速

 

超级电容器受益于新能源产业的迅猛发展国家政策支持是不断推动超级电容器行业向前发展的重要动力。在国家新能源与节能环保政策的带动下，新能源汽车（尤其是大中型客车）、城市轨道交通、风电行业等将成为超级电容器重要的应用市场，随着自身性能的不断提高，兼具电池和电容优点的超级电容器也步入高速发展阶段。目前来看，超级电容器在新能源汽车领域应用最为迅猛。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外的其它能源汽车，包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、超级电容汽车等。混合动力汽车是指车上装有两个以上动力源，包括油电混合动力和油气混合动力，基本配置包括内燃机车发电机和蓄电池。纯电动汽车是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。超级电容汽车则用超级电容器取代发电机或者可充电电池，由超级电容器提供储能和动力。由于可行驶里程数的限制，目前在新能源汽车领域，超极电容器主要用在大中型新能源汽车上，包括混合动力大巴和超级电容大巴。

 

 

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