超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化腳步加快?市場(chǎng)前景廣闊

　　超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置，具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，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(lái)越引起世界各國(guó)的重視。

      超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化受到各國(guó)重視

      ● 美國(guó)、日本、俄羅斯、瑞士、韓國(guó)、法國(guó)的一些公司憑借多年的研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位 
     

　　● 國(guó)內(nèi)從事大容量超級(jí)電容器研發(fā)的廠(chǎng)家共有50多家，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實(shí)用化水平的廠(chǎng)家只有10多家

      在超級(jí)電容器的產(chǎn)業(yè)化方面，美國(guó)、日本、俄羅斯、瑞士、韓國(guó)、法國(guó)的一些公司憑借多年的研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位。如美國(guó)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(chǎng)。國(guó)外主要的生產(chǎn)企業(yè)有：美國(guó)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(guó)的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。 
     

　　美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家一直致力于開(kāi)發(fā)高比功率和高比能量的超級(jí)電容器。在超級(jí)電容器的研究中，許多工作都是開(kāi)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(jí)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(guó)外研究超級(jí)電容器起步較早，技術(shù)相對(duì)比較成熟。它們均把超級(jí)電容器項(xiàng)目作為國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，提出了近期和中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。俄羅斯的Esma公司是生產(chǎn)無(wú)機(jī)混合型超級(jí)電容器的代表，然而，Esma公司目前還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)能力。此外，俄羅斯的Elit公司、法國(guó)的Saft公司、美國(guó)的Cooper公司、日本的Nec公司和松下公司也投入巨大資金對(duì)大容量超級(jí)電容器進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)的研究。 
     

　　2007年，全球紐扣型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為10.2億美元，卷繞型和大型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為34.8億美元，超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為45億美元，同比增長(zhǎng)45%；預(yù)計(jì)2008年全球紐扣型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為15.3億美元，卷繞型和大型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為52.2億美元，超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為67.5億美元，同比增長(zhǎng)50%。 
     

　　近年來(lái)，由于看好這一領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，中國(guó)一些公司也開(kāi)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(shí)力和產(chǎn)業(yè)化能力。 
     

　　國(guó)內(nèi)從事大容量超級(jí)電容器研發(fā)的廠(chǎng)家共有50多家，然而，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實(shí)用化水平的廠(chǎng)家只有10多家。上海奧威科技開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的“車(chē)用超級(jí)電容器”，在技術(shù)水平上較為先進(jìn)。通過(guò)與國(guó)外廠(chǎng)商產(chǎn)品對(duì)比，奧威產(chǎn)品與國(guó)外同類(lèi)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(guò)了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品?？傮w上看，該公司的產(chǎn)品已達(dá)到了同類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)水平。 
     

　　目前，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)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(guó)內(nèi)最大的超級(jí)電容器專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級(jí)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(chēng)，國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容器已占有中國(guó)市場(chǎng)60%-70%的份額。 
     

　　除此之外，國(guó)內(nèi)也有其他數(shù)家超級(jí)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(zhǎng)的領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品市場(chǎng)推廣工作。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的江西、江蘇、河南、陜西和天津等省市也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策，支持本省市企業(yè)積極進(jìn)軍超級(jí)電容器這種新興的儲(chǔ)能元件市場(chǎng)，如中國(guó)電子元器件百?gòu)?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(jí)電容器的生產(chǎn)。 
     

　　2005年，中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)到3.9億元，較2004年的2.48億元增長(zhǎng)57.2%，其中，紐扣型超級(jí)電容器為4000萬(wàn)元，卷繞型和大型超級(jí)電容器為3.5億元；2006年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)到5.7億元，增速高達(dá)46.2%，其中，紐扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模為9000萬(wàn)元，卷繞型和大型超級(jí)電容器為4.8億元；2007年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)到8.6億元，增速高達(dá)50%，其中，紐扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模為1.4億元，卷繞型和大型超級(jí)電容器為7.2億元；預(yù)計(jì)2008年產(chǎn)業(yè)總規(guī)?？蛇_(dá)13.3億元，增速可達(dá)55%，其中，紐扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)2.1億元，卷繞型和大型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)11.2億元。 
     

　　由于新興公司不斷涌現(xiàn)，超級(jí)電容器在國(guó)內(nèi)的大規(guī)模應(yīng)用也漸行漸近。國(guó)內(nèi)供應(yīng)商正積極地從不同角度來(lái)應(yīng)對(duì)規(guī)模應(yīng)用所面臨的問(wèn)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(guó)內(nèi)某家超級(jí)電容器公司的高層指出，在安全性問(wèn)題上，超級(jí)電容器雖然可能發(fā)生內(nèi)部短路，但他指出，只要每個(gè)超級(jí)電容器都配備電路管理系統(tǒng)，就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題。 
     

　　在克服大功率應(yīng)用超級(jí)電容器一次性投入成本較高的問(wèn)題上，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商也在提高其性?xún)r(jià)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(jí)電容器理論上的充放電次數(shù)可達(dá)數(shù)萬(wàn)次乃至數(shù)十萬(wàn)次，就實(shí)際水平而言，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商中上海奧威科技的超級(jí)電容器已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)充放電20000次。這樣一來(lái)，如果超級(jí)電容器在使用壽命上是蓄電池的4-5倍，而價(jià)格卻僅為其3倍左右的話(huà)，就可以體現(xiàn)出更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的性?xún)r(jià)比來(lái)。

      市場(chǎng)需求有巨大潛力

        ● 由于超級(jí)電容器具有充放電速度快、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)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(guó)市場(chǎng)的年需求量可達(dá)2150萬(wàn)只，約1.2億瓦時(shí)，且每年都在以約50%的速度增長(zhǎng)

　　21世紀(jì)，隨著全球氣候變暖，資源缺乏，全世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都在研發(fā)新的綠色環(huán)保型能源，而超級(jí)電容器生產(chǎn)所用的材料普遍為綠色環(huán)保。因此，超級(jí)電容器作為本世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型儲(chǔ)能產(chǎn)品之一，正在為越來(lái)越多的國(guó)家和企業(yè)爭(zhēng)相研制和生產(chǎn)。10年前，超級(jí)電容器每年只能賣(mài)出去很少的數(shù)量，而且價(jià)格很貴，大約1美元-2美元/法拉，現(xiàn)在，超級(jí)電容器已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品大批量供應(yīng)市場(chǎng)，價(jià)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(chǔ)量大于普通電能表，而傳統(tǒng)的鋰電池會(huì)出現(xiàn)沒(méi)電的狀況，從而導(dǎo)致了超級(jí)電容器在電能表上的應(yīng)用。同時(shí)，隨著需要存儲(chǔ)與備份的重要數(shù)據(jù)的增加，最早采用0.1F的電容就能完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的任務(wù)，如今已需要0.22F或0.33F才能完成，一只表上甚至要用到3～4只超級(jí)電容器。由此可以看出，儀表行業(yè)的新發(fā)展有力促進(jìn)了超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 
     

　　由于超級(jí)電容器具有充放電速度快、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，有希望成為本世紀(jì)新型的綠色能源。因此，由于受需求和利潤(rùn)的驅(qū)使，中國(guó)廠(chǎng)商紛紛推出產(chǎn)能擴(kuò)張項(xiàng)目，產(chǎn)品也更加全面，產(chǎn)能正節(jié)節(jié)攀升。即使如此，由于目前國(guó)內(nèi)能規(guī)模生產(chǎn)的廠(chǎng)家較少，國(guó)內(nèi)年供應(yīng)量不到500萬(wàn)只，這樣的生產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，所以國(guó)內(nèi)大多數(shù)用戶(hù)還是通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿(mǎn)足需要。在市場(chǎng)需求迅速增長(zhǎng)的強(qiáng)力推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的超級(jí)電容器生產(chǎn)企業(yè)正積極融資擴(kuò)產(chǎn)，國(guó)際超級(jí)電容器生產(chǎn)大鱷也把戰(zhàn)略投資的目光鎖定中國(guó)，而相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)(如鋁電解電容器生產(chǎn)企業(yè))也正躍躍欲試準(zhǔn)備介入這一新興市場(chǎng)。目前在廣東、深圳有數(shù)十家代理商在經(jīng)銷(xiāo)國(guó)外品牌的超級(jí)電容器，而同樣規(guī)格指標(biāo)要求的國(guó)外電容器的價(jià)格平均要高出國(guó)內(nèi)價(jià)格的2/3左右，國(guó)內(nèi)不能批量生產(chǎn)的型號(hào)其價(jià)格更是高得離奇。 
     

　　在紐扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)中，海外產(chǎn)品幾乎占據(jù)了90%以上的份額，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。中國(guó)廠(chǎng)商正采取替代手段，利用低價(jià)策略(約為國(guó)外產(chǎn)品的40%—60%)、快速供貨、完善銷(xiāo)售布局、對(duì)中國(guó)終端應(yīng)用市場(chǎng)更加熟悉、技術(shù)支持與服務(wù)優(yōu)于國(guó)際品牌等各種優(yōu)勢(shì)來(lái)爭(zhēng)奪市場(chǎng)。目前在卷繞型和大型超級(jí)電容器方面，中國(guó)產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)際接近，市場(chǎng)份額較為理想。 
     

　　業(yè)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，目前中國(guó)市場(chǎng)的年需求量可達(dá)2150萬(wàn)只，約1.2億瓦時(shí)，且每年都在以約50%的速度增長(zhǎng)；整個(gè)亞太地區(qū)的年需求量超過(guò)9000萬(wàn)只，約5.4億瓦時(shí)，增長(zhǎng)速度約為90%；全球的年需求量約為2億只，約12億瓦時(shí)，增長(zhǎng)速度約為160%。由此可知，市場(chǎng)前景非常廣闊。美國(guó)市場(chǎng)研究公司Frost&Sullivan發(fā)布的一份報(bào)告預(yù)計(jì)，2002年到2009年之間，全球超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量和銷(xiāo)售收入這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)將分別以157%和49%的年復(fù)合增長(zhǎng)率保持高速增長(zhǎng)。目前，超級(jí)電容器占世界能量?jī)?chǔ)存裝置(包括電池、電容器)的市場(chǎng)份額不足1%，在我國(guó)所占市場(chǎng)份額約為0.5%，因此超級(jí)電容器存在著巨大的市場(chǎng)潛力。

      新技術(shù)應(yīng)用嶄露頭角

      ● 超級(jí)電容器在需要更高效更可靠電源的新技術(shù)領(lǐng)域中逐漸嶄露頭角
      ● 超級(jí)電容器在混合能源汽車(chē)尤其是電動(dòng)客車(chē)中的作用尤為巨大

 　　 正因?yàn)槌?jí)電容器的許多顯著優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)(特別是電動(dòng)汽車(chē)、混合燃料汽車(chē)和特殊載重車(chē)輛)、電力、鐵路、通信、國(guó)防、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等方面有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力，因而被世界各國(guó)所廣泛關(guān)注。 
     

　　電能和燃油的緊缺使人們開(kāi)始尋找更多的替代能源，作為目前替代能源應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)極佳的技術(shù)解決方案，超級(jí)電容器在需要更高效更可靠電源的新技術(shù)領(lǐng)域中逐漸嶄露頭角。 
     

　　超級(jí)電容器存儲(chǔ)的能量在電動(dòng)汽車(chē)中主要可以通過(guò)三種方式來(lái)使用：1.它能夠向汽車(chē)電氣系統(tǒng)饋電，減輕車(chē)載發(fā)電機(jī)的負(fù)擔(dān)；2.起純粹的增強(qiáng)作用，也就是說(shuō)，在換擋時(shí)，增大電動(dòng)機(jī)的扭矩，提高加速度；3.啟動(dòng)輔助，使電動(dòng)機(jī)從某個(gè)固定的狀態(tài)啟動(dòng)加速汽車(chē)。這在某些需要反復(fù)啟停的特殊操作中能夠大大節(jié)省能源。 
     

　　超級(jí)電容器在混合能源汽車(chē)中所起的作用是十分重要的。隨著能源價(jià)格的不斷上漲，以及歐洲汽車(chē)制造商承諾在1995年到2008年之間將汽車(chē)CO2 
     

　　的排放量減少25%，所有這些都大大促進(jìn)了混合能源技術(shù)的發(fā)展。寶馬、奔馳和通用汽車(chē)公司已經(jīng)結(jié)成了一個(gè)全球聯(lián)盟，共同研發(fā)混合能源技術(shù)。新技術(shù)中有很多應(yīng)用將使用替代能源。例如太陽(yáng)能、風(fēng)能或者燃料電池。但是由于能量來(lái)源本身的特性，決定了這些發(fā)電的方式往往具有不均勻性，電能輸出容易發(fā)生變化。隨著風(fēng)力和太陽(yáng)光強(qiáng)度的變化，這些能源產(chǎn)生的電能輸出也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。這就需要使用一種緩沖器來(lái)存儲(chǔ)能量。 
     

　　在上述使用替代能源技術(shù)的汽車(chē)中，超級(jí)電容器是一種新型的關(guān)鍵部件。在采用燃料電池供電的汽車(chē)中，如果結(jié)合使用超級(jí)電容器，那么燃料電池就可以滿(mǎn)足持續(xù)供電需求，而不僅僅是峰值供電。除了能夠滿(mǎn)足峰值供電的需求外，超級(jí)電容器還具有其他元件無(wú)法比擬的響應(yīng)時(shí)間。將超級(jí)電容器的強(qiáng)大性能和燃料電池結(jié)合起來(lái)，可以得到尺寸更小、重量更輕、價(jià)格更低廉的燃料電池系統(tǒng)。 
     

　　超級(jí)電容器還可以與氫燃料電池完美結(jié)合，使正處于研發(fā)階段的氫燃料電池能夠應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。氫燃料電池與風(fēng)能或太陽(yáng)能不同，只要有氫燃料，它就能夠持續(xù)輸出穩(wěn)定的電能。然而，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)能量的需求隨著時(shí)間的變化有很大不同。汽車(chē)就是一個(gè)直接的例子，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩铀龠^(guò)程中需要的能量比勻速行駛時(shí)要高得多。如果沒(méi)有能量存儲(chǔ)器，氫燃料電池就要做得很大，以滿(mǎn)足最高的峰值能量需求，其成本就會(huì)大得無(wú)法忍受。通過(guò)將過(guò)剩的能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)器中，就可以在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)存儲(chǔ)器提供所需的峰值能量。 
    

　　  超級(jí)電容器在電動(dòng)客車(chē)中的作用尤為巨大。鑒于無(wú)軌電車(chē)架空線(xiàn)的“視覺(jué)污染”以及“機(jī)動(dòng)性差”、“規(guī)劃困難”三大難題，致使無(wú)軌電車(chē)在我國(guó)日益遭遇冷落，一些城市相繼實(shí)施“電改汽工程”，縮減電車(chē)規(guī)模，有的則干脆將線(xiàn)網(wǎng)拆除。但由于石油緊張和汽車(chē)尾氣排放帶來(lái)的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益凸現(xiàn)，使用汽車(chē)也非理想選擇，致使城市公共交通的發(fā)展陷入了兩難的尷尬境地。 
     

　　而超級(jí)電容公交電車(chē)的出現(xiàn)，有效解決了這一難題。超級(jí)電容器已成為改善傳統(tǒng)電車(chē)缺陷，發(fā)揮其零排放、節(jié)能、低成本、低噪音等優(yōu)點(diǎn)的一種先進(jìn)的儲(chǔ)能裝置。超級(jí)電容公交電車(chē)是以超級(jí)電容器為動(dòng)力電源的新型節(jié)能電車(chē)，車(chē)輛保持了無(wú)軌電車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有任何排放，同時(shí)無(wú)軌無(wú)線(xiàn)，完全滿(mǎn)足了現(xiàn)代化綠色環(huán)保公交的需要。 
     

　　新能源汽車(chē)是全球汽車(chē)行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，超級(jí)電容是其要害部件。盡管超級(jí)電容誕生的時(shí)間不長(zhǎng)，國(guó)際上對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的研究還處于探索階段，關(guān)鍵性能指標(biāo)還有待進(jìn)一步提升。然而，我國(guó)卻在超級(jí)電容公交電車(chē)的應(yīng)用方面領(lǐng)先一步。 
     

　　2006年8月28日，上海11路超級(jí)電容公交電車(chē)，即“上海科技登山行動(dòng)計(jì)劃超級(jí)電容公交電車(chē)示范線(xiàn)”投入運(yùn)營(yíng)，在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域走在了世界前列。該車(chē)采用上海奧威科技公司開(kāi)發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超級(jí)電容器。因此，國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容器受到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。 
     

　　運(yùn)營(yíng)中的超級(jí)電容客車(chē)，整體布局與申沃柴油客車(chē)基本相同。駕駛操作區(qū)的儀表臺(tái)也與普通客車(chē)沒(méi)什么差別，只是儀表臺(tái)正中的一塊液晶顯示屏，顯示出此車(chē)的與眾不同。該車(chē)單車(chē)實(shí)際耗電每公里0.88千瓦時(shí)，比普通無(wú)軌電車(chē)節(jié)能60%，比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能20%。每百公里收益比普通電車(chē)提高70%，經(jīng)濟(jì)效益大大高于燃油客車(chē)。這種零排放且沒(méi)有像鉛酸蓄電池那樣對(duì)環(huán)境造成二次污染的新能源客車(chē)，前景十分看好。 
     

　　盡管目前超級(jí)電容客車(chē)價(jià)格比普通公交車(chē)高一些，但隨著應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)大，工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，生產(chǎn)成本的日益減少，進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段后，價(jià)格還可以大幅度下降。再者，還可以對(duì)該車(chē)的重量、體積、底盤(pán)結(jié)構(gòu)以及各關(guān)鍵部件的匹配進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，從而進(jìn)一步降低單車(chē)成本。由此可以預(yù)言，為期不久，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新能源客車(chē)一定能夠迅速普及。而且，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)和日趨成熟，綠色環(huán)保的新能源轎車(chē)和新能源貨車(chē)也會(huì)大批涌現(xiàn)，多種類(lèi)大批量的電動(dòng)車(chē)輛必將在中國(guó)大地及世界各地承載希望駛向未來(lái)，超級(jí)電容器也必將具有更加廣闊遠(yuǎn)大的市場(chǎng)前景。

　　新型儲(chǔ)能裝置具有超級(jí)儲(chǔ)電能力

　    ● 超級(jí)電容具有電阻很小、壽命超長(zhǎng)、安全可靠?jī)?chǔ)能巨大、充電快速的特點(diǎn)
　    ● EEStor開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器，存儲(chǔ)能量的能力大大提高

　    超級(jí)電容器有多方面優(yōu)勢(shì)

　　 超級(jí)電容器又稱(chēng)超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲(chǔ)能電容、法拉電容、電化學(xué)電容器或雙電層電容器(英文名稱(chēng)為EDLC，即ElectricDoubleLayerCapacitors)，是靠極化電解液來(lái)儲(chǔ)存電能的新型電化學(xué)裝置。它具有電阻很小、壽命超長(zhǎng)、安全可靠、儲(chǔ)能巨大、充電快速的特點(diǎn)。它是近十幾年隨著材料科學(xué)的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲(chǔ)能元件，其批量生產(chǎn)不過(guò)幾年時(shí)間。世界著名科技期刊美國(guó)《探索》雜志2007年1月號(hào)，將超級(jí)電容器列為2006年世界七大技術(shù)發(fā)現(xiàn)之一，認(rèn)為超級(jí)電容器是能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性發(fā)展，并將在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池。 

　　 超級(jí)電容之所以有巨大的電容量，是由于電容是以將電荷分割開(kāi)來(lái)的方式儲(chǔ)存能量的。儲(chǔ)存電荷的面積越大，電荷被隔離的距離越小，電容量越大。超級(jí)電容是從多孔碳基電極材料得到其儲(chǔ)存電荷面積的，這種材料的多孔結(jié)構(gòu)使它每克重量的表面積可達(dá)2000平方米。而超級(jí)電容中電荷分隔的距離是由電解質(zhì)中的離子大小決定的，其值小于10埃。巨大的表面積加上電荷之間非常小的距離，使得超級(jí)電容有很大的電容量。一個(gè)超級(jí)電容單位的電容值，可以從一法拉至幾千法拉。 

　　超級(jí)電容作為一種新型儲(chǔ)能裝置，具有超級(jí)儲(chǔ)電能力。在儲(chǔ)能機(jī)理上，它是高度可逆的，壽命很長(zhǎng)，可以千萬(wàn)次反復(fù)地沖、放電，而且具有很大的電流，此外具有很寬的電壓范圍和工作溫度范圍。它兼具傳統(tǒng)電容器的大電流快速充放電特性與電池的儲(chǔ)能特性，填補(bǔ)了普通電容器與電池之間比能量與比功率的空白，其放電比功率較蓄電池高近十倍，彌補(bǔ)了鋁電解電容和可充電電池之間的技術(shù)缺口，同時(shí)又克服了兩者的缺陷，既具有電池的能量貯存特性，又具有電容器的功率特性，它比傳統(tǒng)電解電容器的能量密度高上千倍，可達(dá)1000W/kg數(shù)量級(jí)，而漏電流小數(shù)千倍。它具有高至數(shù)千法拉甚至上萬(wàn)法拉的超大電容量，儲(chǔ)電能量大、時(shí)間長(zhǎng)；能夠瞬間釋放數(shù)百至數(shù)千安培電流，大電流放電甚至短路也不會(huì)對(duì)其有任何影響；可充放電10萬(wàn)次以上而不需要任何維護(hù)和保養(yǎng)，壽命長(zhǎng)達(dá)十年以上。它可用于以極大電流瞬間放電的工作狀態(tài)，而不易產(chǎn)生發(fā)熱著火等現(xiàn)象；充電時(shí)間很短，可在幾秒之內(nèi)完成，是一種理想的大功率二次電源。它可在極低溫等極端惡劣的環(huán)境中使用，并且無(wú)環(huán)境污染，具有安全可靠、適用范圍寬、綠色環(huán)保、易維護(hù)等特點(diǎn)，是改善和解決電能動(dòng)力應(yīng)用的突破性元器件。

　    新材料催生高端新產(chǎn)品

　    從結(jié)構(gòu)上看，超級(jí)電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線(xiàn)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(duì)超級(jí)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(lèi)型與特性。 

　    2007年1月16日，美國(guó)得克薩斯州一家研制電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能裝置，名為EEStor的公司打破沉默，對(duì)外宣告了他們“里程碑”式的成果：他們的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗(yàn)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(jí)電容器動(dòng)力系統(tǒng)將替代包括從電動(dòng)汽車(chē)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(lái)，他們還真不太像是在“吹牛”。按照2006年4月發(fā)表的專(zhuān)利，EEStor這種能量存儲(chǔ)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(shuō)，它并不是電池，而是一種超級(jí)電容器，它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個(gè)電動(dòng)車(chē)走500英里，電費(fèi)只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機(jī)車(chē)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(jí)電容器有很多好處。它可以無(wú)限制地接受無(wú)數(shù)次放電和充電，換句話(huà)說(shuō)，超級(jí)電容器沒(méi)有“記憶”。但是，一般的超級(jí)電容器也有其弱點(diǎn)，就是能量存儲(chǔ)率有限，今天市場(chǎng)上的高端超級(jí)電容器每0.4536千克的存儲(chǔ)能量只有鋰電池的1/25。 

　    而EEStor開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲(chǔ)能量的能力大大提高。EEStor公司負(fù)責(zé)人聲稱(chēng)，該超級(jí)電容器每公斤所存儲(chǔ)的能量可達(dá)0.28千瓦時(shí)，相比之下，每公斤鋰電池是0.12千瓦時(shí)，鉛酸電池只有0.032千瓦時(shí)，這就讓超級(jí)電容器有了可用在從電動(dòng)車(chē)、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(jí)電容器可反復(fù)充電100萬(wàn)次以上，也不會(huì)出現(xiàn)材料降解問(wèn)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?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，不會(huì)出現(xiàn)鋰電池那種過(guò)熱甚至爆炸的危險(xiǎn)，沒(méi)有安全隱患。 

　    有評(píng)論說(shuō)，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(dòng)車(chē)在交通運(yùn)輸中的位置，也將改進(jìn)諸如風(fēng)能、太陽(yáng)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(mǎn)足人們能源安全的需求，減少對(duì)石油的依賴(lài)。顯然，該突破也對(duì)下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司負(fù)責(zé)人暗示，他們的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動(dòng)車(chē)，還可能取代220500瓦的大型汽車(chē)。

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　    超級(jí)電容器的工藝及結(jié)構(gòu)

 　   超級(jí)電容器在結(jié)構(gòu)上與電解電容器非常相似，它們的主要區(qū)別在于電極材料。早期的超級(jí)電容器的電極采用碳，碳電極材料的表面積很大，電容的大小取決于表面積和電極的距離，這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離，使超級(jí)電容器的容值可以非常大，大多數(shù)超級(jí)電容器可以做到法拉級(jí)，一般情況下容值范圍可達(dá)1-5000F。 
 

　   超級(jí)電容器通常包含雙電極、電解質(zhì)、集流體、隔離物四個(gè)部件。超級(jí)電容器是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量的。在超級(jí)電容器中，采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的兩個(gè)多孔炭電極之間充填電解質(zhì)溶液，當(dāng)在兩端施加電壓時(shí)，相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子，而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上，從而形成雙集電層。超級(jí)電容器的工藝流程為：配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測(cè)→包裝。