超級電容需求爆發(fā)期即將到來

前言

近年來，新能源技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步層出不窮。當(dāng)產(chǎn)業(yè)的視角還停留在由特斯拉等企業(yè)帶動的鋰電池技術(shù)時，一種被諸多行業(yè)分析師認(rèn)為即將開啟千億市場的的黑科技產(chǎn)品——超級電容，已經(jīng)步入快速發(fā)展的通道。

超級電容（EDLC：雙電層電容器）不像陶瓷電容器和電解電容器那樣擁有電介質(zhì)，取而代之，它使用的是固體（電極）和液體（電解液）在界面上形成的電氣雙層（雙電層）的狀態(tài)來取代了電介質(zhì)?？傮w而言，超級電容具有如下特點：

充電速度快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；

循環(huán)使用壽命長，村田的超級電容循環(huán)次數(shù)可達(dá)100萬次，沒有“記憶效應(yīng)”；

大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%；

功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍；

產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；

超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃；并且村田的超級電容還有耐高溫到85度的DMT系列；

檢測方便，剩余電量可直接讀出；

由于超級電容以其大容量、高功率、壽命長、低成本、環(huán)境友好等優(yōu)越的性能，因此可以部分或全部替代傳統(tǒng)的化學(xué)電池，并且具有比傳統(tǒng)的化學(xué)電池更加廣泛的用途。

2015 年全球超級電容市場規(guī)模達(dá)到173.46 億美元，2015年中國超級電容市場規(guī)模達(dá)接近35-40 億元。從產(chǎn)業(yè)的調(diào)研看，全球超級電容市場都未來五年有望年復(fù)合增長率有望達(dá)到20%以上。

尤其是隨著石墨烯材料新材料運用以及超級電容小型化的技術(shù)不斷發(fā)展，推動超級電容應(yīng)用范圍從最初的電子設(shè)備領(lǐng)域擴(kuò)展到汽車、工業(yè)和消費品、交通機(jī)械設(shè)備、可再生能源以及電網(wǎng)等動力領(lǐng)域和儲能領(lǐng)域。

超級電容的應(yīng)用領(lǐng)域

從超級電容優(yōu)良的性能可以看出，未來在各個領(lǐng)域的廣泛滲透有著巨大的優(yōu)勢，從而在空間上可能延伸出無限的可能性。筆者認(rèn)為，從產(chǎn)業(yè)下游需求結(jié)合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈背景的視角來看，超級電容在以下方面的應(yīng)用值得重視，或許將會率先爆發(fā)。

首先是可穿戴設(shè)備、穿戴醫(yī)療等消費電子領(lǐng)域。中國可穿戴智能設(shè)備的發(fā)展從2010年起步，近幾年開始得到發(fā)展，2014年市場規(guī)模達(dá)到66.2億元，預(yù)計2015年中國可穿戴設(shè)備市場將達(dá)到112.7億元，同比增長70.2%。尤其是隨著中國5G時代的到來，互聯(lián)之下可穿戴設(shè)備將會迎來爆發(fā)式增長。

可穿戴設(shè)備的在日益小型化的同時，各種性能的進(jìn)步和疊加反而加大了瞬間功率輸出的要求。超級電容與傳統(tǒng)紐扣電池并聯(lián)，能有效實現(xiàn)該功能，而且能起到穩(wěn)定電壓的作用，因此在可穿戴設(shè)備中的滲透率將會越來越高。從產(chǎn)業(yè)調(diào)研來看，日系超級電容在小型化方面做的很有特色，如村田制作所的超級電容不僅實現(xiàn)了小型薄型化，還實現(xiàn)了高功率、高能量化。

其次，軌道交通領(lǐng)域。軌道交通在中國市場有著巨大的存量，而隨著中國一帶一路戰(zhàn)略的實施，這種需求還在進(jìn)一步擴(kuò)大。超級電容應(yīng)用在軌道車輛制動的時候，回收制動能量，存儲于超級電容中，當(dāng)車輛再加速時，超級電容將這些能量釋放出來，起到節(jié)能的作用。

也正是由于中國巨大的存量市場，中國中車集團(tuán)投入了巨大的研發(fā)，取得了不錯的研發(fā)成果。目前在動力型超級電容領(lǐng)域，中國中車已經(jīng)取得部分全球領(lǐng)先優(yōu)勢。

第三是新能源汽車。根據(jù)近日乘聯(lián)會發(fā)布的全年新能源汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)看，2017年共銷售556393輛新能源乘用車，其中純電動車銷量為448820輛，同比2016年增幅高達(dá)81%。從全球趨勢看，歐美各國紛紛表示停售燃油車計劃，未來新能源汽車的增長將是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的一個巨大增量。

由于超級電容目前自身存在兩點缺陷：一是安全性，過快的充電速度和過高的放電效率導(dǎo)致安全性更難控制；二是較低的安全電壓，這制約了其在驅(qū)動汽車上對鋰電池的替代，目前只在汽車的啟停系統(tǒng)和純超級電容器客車領(lǐng)域有所運用。

目前，產(chǎn)業(yè)正在加大研發(fā)的石墨烯電極新技術(shù)，采用單層石墨烯薄膜制備,可以大大提高能量密度,保持電極的多孔性特征。從目前看到技術(shù)進(jìn)展看,有望提升能量密度甚至達(dá)到10倍以上。將可以大大改變目前超級電容性能上的不足。