國(guó)內(nèi)外超級(jí)電容器發(fā)展動(dòng)態(tài)
國(guó)內(nèi)外超級(jí)電容器發(fā)展動(dòng)態(tài)
超級(jí)電容器又稱超大容量電容器、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(英文名稱為EDLC，即ElectricDouble Layer Capacitors)，是靠極化電解液來(lái)存儲(chǔ)電能的新型電化學(xué)裝置。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。
超級(jí)電容器自面市以來(lái)，全球需求量快速擴(kuò)大，已成為化學(xué)電源領(lǐng)域內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)亮點(diǎn)。超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車、混合燃料汽車、特殊載重汽車、電力、鐵路、通信、國(guó)防、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力，被世界各國(guó)所廣泛關(guān)注。
美國(guó)《探索》雜志2007年1月號(hào)，將超級(jí)電容器列為2006年世界七大科技發(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。
全球超級(jí)電容器技術(shù)生產(chǎn)新動(dòng)態(tài)
目前全球已有上千家超級(jí)電容器生產(chǎn)商，可以提供多種類的超級(jí)電容器產(chǎn)品，大部分產(chǎn)品都是基于一種相似的雙電層結(jié)構(gòu)，采用的工藝流程為:配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測(cè)→包裝。
超級(jí)電容器根據(jù)制造工藝和外形結(jié)構(gòu)可劃分為鈕扣型、卷繞型和大型三種類型，三者在容量上大致歸類為5F以下、5～200F、200F以上。鈕扣型產(chǎn)品具備小電流、長(zhǎng)時(shí)間放電的特點(diǎn)，可用在小功率電子產(chǎn)品及電動(dòng)玩具產(chǎn)品中。而卷繞型和大型產(chǎn)品則多在需要大電流短時(shí)放電，有記憶存儲(chǔ)功能的電子產(chǎn)品中做后備電源，適用于帶CPU的智能家電、工控和通信領(lǐng)域中的存儲(chǔ)備份部件。
2007年，全球鈕扣型超級(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年全球鈕扣型超級(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%。
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Maxwell，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)。
我國(guó)超級(jí)電容器技術(shù)生產(chǎn)新動(dòng)態(tài)
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。
目前國(guó)內(nèi)從事大容量超級(jí)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(shí)用化水平的廠家只有10多家。
2005年，中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)到3.9億元人民幣，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4千萬(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5.7億元人民幣，增速高達(dá)46.2%。其中，鈕扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模為9千萬(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8.6億元人民幣，增速高達(dá)50%。其中，鈕扣型超級(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)13.3億元人民幣，增速可達(dá)55%。其中，鈕扣型超級(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)？蛇_(dá)11.2億元。
目前，國(guó)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、錦州錦容公司、石家莊高達(dá)公司、北京金正平公司、錦州凱美公司、大慶振富公司、江蘇雙登公司、哈爾濱巨容公司、南京集華公司等十多家。據(jù)稱，國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容器已占有中國(guó)市場(chǎng)60%～70%的份額（不過(guò)現(xiàn)在還很難說(shuō)，估計(jì)最終有一些會(huì)消失）。
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。例如，由于是一個(gè)相對(duì)較新的產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商目前正積極地進(jìn)行市場(chǎng)及技術(shù)推廣工作，越來(lái)越多的買(mǎi)家也逐步開(kāi)始了解并認(rèn)可超級(jí)電容器。此外，目前供應(yīng)商正積極從事應(yīng)用開(kāi)發(fā)，幫助買(mǎi)家開(kāi)發(fā)出成熟的替代方案。
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)商也在通過(guò)提高其性價(jià)比方面積極努力。業(yè)內(nèi)人士指出，超級(jí)電容器相對(duì)蓄電池的優(yōu)越性要靠性價(jià)比來(lái)體現(xiàn)。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)某些廠商的超級(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，就可以體現(xiàn)出更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的性價(jià)比。
在具體應(yīng)用開(kāi)發(fā)上，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)始在各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域取得具體應(yīng)用成果。在小功率應(yīng)用超級(jí)電容器方面，國(guó)內(nèi)不少?gòu)S商都開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的應(yīng)用或替代方案，使其產(chǎn)品獲得了具體應(yīng)用。部分公司的產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到太陽(yáng)能高速公路指示燈、玩具車和微機(jī)后備電源等領(lǐng)域。
目前，國(guó)內(nèi)廠商也很注重超級(jí)電容器的大功率應(yīng)用，如環(huán)保型交通工具、電站直流控制、車輛應(yīng)急啟動(dòng)裝置、脈沖電能設(shè)備等。
應(yīng)用需求及市場(chǎng)前景廣闊無(wú)限
業(yè)內(nèi)專家預(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Wh，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Wh，增長(zhǎng)速度約為90%;全球的年需求量約為2億只，約12億Wh，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)量和銷售收入將分別以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。
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。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)廠商紛紛推出產(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，由于國(guó)內(nèi)能規(guī)模生產(chǎn)的廠家較少，年供應(yīng)量不到500萬(wàn)只，這樣的生產(chǎn)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，所以國(guó)內(nèi)大多數(shù)用戶還是通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿足需要。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，在發(fā)達(dá)國(guó)家，超級(jí)電容器的應(yīng)用備受重視，俄羅斯已在載重汽車上批量采用，德國(guó)也在客車啟動(dòng)上應(yīng)用此類產(chǎn)品，這些產(chǎn)品正在向規(guī)；⑹袌(chǎng)化、大眾化方向迅速發(fā)展。
而在國(guó)內(nèi)，超級(jí)電容器的應(yīng)用尚處于起步階段。在鈕扣型超級(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、銷售布局完善，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)。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。
新能源汽車是全球汽車行業(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，即"上海科技登山行動(dòng)計(jì)劃超級(jí)電容公交電車示范線"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。因此，國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容受到了國(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，整體布局與申沃柴油客車基本相同。該車起步動(dòng)作迅速有力，滿載時(shí)最高時(shí)速能達(dá)到50km。到了冬季，即使天天開(kāi)空調(diào)，充一次電跑個(gè)三五站地也沒(méi)問(wèn)題。該車運(yùn)行時(shí)清潔、經(jīng)濟(jì)、方便，在車頂上且不太顯眼的可伸縮受電弓可快速升降，與專用充電車站上方的高壓饋線碰觸就可充電。中途充電30s即可，總站充電也不過(guò)90s。一次充電可行駛3.5～8km。一圈跑下來(lái)，充一兩次電即可，甚至不充電也行。電源并非來(lái)自原無(wú)軌電車上方的觸線，而是便道旁的饋線。該車單車實(shí)際耗電每公里0.88度，比普通無(wú)軌電車節(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提高70%，經(jīng)濟(jì)效益大大高于燃油客車。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，前景十分看好。
盡管目前超級(jí)電容客車價(jià)格比普通公交車高一些，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，還可以通過(guò)對(duì)車重量、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)保的新能源轎車和新能源貨車也會(huì)大批涌現(xiàn)，多種類大批量的電動(dòng)車輛必將在中國(guó)大地及世界大地上承載希望駛向未來(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。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-09-05
