超級(jí)電容的新能源商機(jī)、政策與現(xiàn)狀

　　超級(jí)電容如今在全世界范圍內(nèi)也是一個(gè)炙手可熱的話(huà)題，日韓美德等國(guó)家都在這個(gè)領(lǐng)域有了較大的發(fā)展。如今超級(jí)電容器已被廣泛運(yùn)用于電子技術(shù)、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國(guó)防科技、起重機(jī)械、光伏與智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，但其關(guān)鍵技術(shù)一直被國(guó)外公司壟斷。

　　我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始研制超級(jí)電容，2013年8月15日，中國(guó)南車(chē)宣布成立了我國(guó)首個(gè)超級(jí)電容研究所，目標(biāo)定為五年內(nèi)成為亞太地區(qū)最大、實(shí)力最強(qiáng)的超級(jí)電容研發(fā)機(jī)構(gòu)。作為新能源領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)，更加先進(jìn)的超級(jí)電容儲(chǔ)能技術(shù)將為中國(guó)新能源領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命。

　　超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件，兼具二次

　　電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點(diǎn)。其中，高性能電極是超級(jí)電容器制造的核心，對(duì)超級(jí)電容器性能有決定性的影響。

　　生產(chǎn)高性能電極技術(shù)的難點(diǎn)在于電極碳材料結(jié)構(gòu)，法國(guó)國(guó)家科研中心和奧爾良大學(xué)研究人員借助核磁共振光譜技術(shù)量化分析了電極和正負(fù)離子間的靜電作用強(qiáng)弱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳電極材料結(jié)構(gòu)越不規(guī)則，超級(jí)電容器的容量就越大，對(duì)高壓的承受能力也越強(qiáng)。

　　近幾年參與到超級(jí)電容市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的廠商也日益增多，國(guó)內(nèi)有上海奧威、深圳今朝時(shí)代、北京集星聯(lián)合、錦州凱美、哈爾濱巨容新等，國(guó)際品牌中則以美國(guó)MAXWELL、韓國(guó)LSMtron、Nesscap、日本松下、NEC-TOKIN等為代表。

　　國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器企業(yè)普遍未能有效掌握高性能電極制造技術(shù)，只能采購(gòu)?fù)鈬?guó)的電極制造超級(jí)電容。

　　政策影響與新能源商機(jī)

　　在現(xiàn)階段內(nèi)，國(guó)家政策導(dǎo)向依然是推動(dòng)超級(jí)電容器行業(yè)向前發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。在?guó)家“十二五”能源與環(huán)保政策的帶動(dòng)下，新能源汽車(chē)(特別是大中型客車(chē))、風(fēng)電行業(yè)等將成為大容量超級(jí)電容器重要的應(yīng)用市場(chǎng)。

　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)預(yù)測(cè)，2013中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)約為19.2億元人民幣，2016年則將增至33億元人民幣，年均增長(zhǎng)率在20%左右。

　　隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展，目前市場(chǎng)上的超級(jí)電容器生產(chǎn)制造廠家數(shù)量越來(lái)越多，市場(chǎng)的有效競(jìng)爭(zhēng)將刺激并推動(dòng)超級(jí)電容器技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用;與此同時(shí)，超級(jí)電容器的生產(chǎn)及應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，也必然有利于降低超級(jí)電容終端使用客戶(hù)的成本。在產(chǎn)品價(jià)格已逐步透明化的市場(chǎng)上，競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)主要集中在售前的產(chǎn)品技術(shù)方案支持以及售后服務(wù)等方面。

　　超級(jí)電容已經(jīng)大批量應(yīng)用于節(jié)能與新能源汽車(chē)(電驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)能量回饋系統(tǒng))、風(fēng)力發(fā)電(變槳系統(tǒng)后備

　　電源)、電力(微電網(wǎng)/配電自動(dòng)化)、軍工(功率電源)等市場(chǎng)領(lǐng)域。

　　超級(jí)電容在全球市場(chǎng)的規(guī)模從2007年的40億美元(約合243.7億元人民幣)發(fā)展到2013年的120億美元(約合731億元人民幣)。

　　石墨烯技術(shù)的突破并應(yīng)用在超級(jí)電容上，作為超級(jí)電容器的電極也使其在性能上有極大的提高，推動(dòng)了超級(jí)電容市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　石墨烯與超級(jí)電容

　　據(jù)專(zhuān)家介紹，2007年，美國(guó)權(quán)威雜志將超級(jí)電容器列為2006年世界十大科技發(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。活性炭、活性碳纖維等碳質(zhì)材料是目前研究和應(yīng)用最為廣泛的超級(jí)電容器材料，自從石墨烯成功制備以來(lái)，業(yè)界積極探索這種碳質(zhì)新材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用。

　　石墨烯具有極高的比表面積，石墨烯片層的兩邊均可以富集電荷形成雙電層，此外石墨烯皺褶及疊加效果，可以形成納米孔道和納米空穴，利于電解液的擴(kuò)散，所以石墨烯基超級(jí)電容器具有良好的功率特性。

　　基于石墨烯擁有眾多優(yōu)良特性，例如超高導(dǎo)電性能和巨大的比表面積，石墨烯基材料已在超級(jí)電容器應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

　　據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，澳大利亞科學(xué)家用石墨烯制造出了一種更致密的超級(jí)電容，其使用壽命可與傳統(tǒng)

　　電池相媲美，且能量密度為現(xiàn)有超級(jí)電容的12倍，可廣泛應(yīng)用于可再生能源存儲(chǔ)、便攜式電子設(shè)備以及電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。

　　莫納什大學(xué)材料工程學(xué)教授李丹(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研制出了一種能量密度為60小時(shí)瓦/升的新型超級(jí)電容，其能量密度可為目前的超級(jí)電容的12倍左右，而其中所使用的的正是石墨烯。因?yàn)槭┑幕瘜W(xué)性能非常穩(wěn)定，而且導(dǎo)電性能卓越。

　　李丹團(tuán)隊(duì)利用以前研發(fā)出的一種適應(yīng)性石墨烯凝膠薄膜來(lái)制造新型超級(jí)電容中的致密電極。另外，他們使用傳統(tǒng)超級(jí)電容內(nèi)的導(dǎo)體——液體電解質(zhì)來(lái)控制亞納米尺度的石墨烯薄片之間的間隔。這種液體電解質(zhì)有兩個(gè)作用：保持石墨烯薄片之間的微小間距以及導(dǎo)電。

　　與傳統(tǒng)“硬”的多孔碳很多不必要的大“孔”浪費(fèi)了不少空間不同，李丹團(tuán)隊(duì)使用石墨烯薄片制成的電極，在沒(méi)有損害多孔性的同時(shí)也讓能量密度達(dá)到了最大值。他們使用的方法與傳統(tǒng)造紙過(guò)程中使用的方法類(lèi)似，這意味著這一方法很容易進(jìn)行工業(yè)升級(jí)而且也具有成本優(yōu)勢(shì)。

　　超級(jí)電容器有著極為廣闊的發(fā)展空間，為推動(dòng)低碳、環(huán)保、節(jié)能事業(yè)提供助力，在各類(lèi)能源供應(yīng)方面起到舉足輕重的作用。