超级电容器的研发应用取得新进展

作为新型储能装置，超级电容器具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源等特点，近年来广受关注。国内储能技术正从小容量小规模的研究与示范向大容量规模化应用发展。此次我国发布首个超级电容器基础标准，对完善超级电容器标准体系、统一产品型号命名方法将起到重要作用。

近期，《超级电容器用有机电解液规范》已通过国家行业标准审定会，是我国超级电容器材料方面的第一个行业标准。标准通过后，将有助于超级电容器电解液的规范化，推动中国超级电容器产业的技术进步。

超级电容器作为能源领域中的前沿技术，我国在“十二五”期间就开始了相关研究。据研究报告，未来五年超级电容器的年复合增长率有望达到21.3%，我国市场的超级电容器需求达到全球市场的12.1%。一旦新能源汽车、储能市场等应用打开，市场将迎来快速增长。

多重利好推动超级电容器市场壮大

超级电容器广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、特种等领域具有非常广阔的发展前景。

Maxwell高级应用工程师李毅山博士指出，光伏发电过程中受天气影响的输出波动会影响并网电能质量，而超级电容器储能技术具有瞬时大功率充放电的特性，能有效平抑波动，稳定其对电网的输出。

超级电容器能帮助汽车、轨道交通以及可再生能源发电等领域更好地实现节能与减排，其未来市场将十分巨大。其中用于装配在启停系统车辆的超级电容器，预计到2020年全球市场将超过3.5亿美元。

国外研究超级电容器起步较早，技术相对成熟。日、美、欧洲等均把超级电容器项目作为国家级的重点研究和开发项目，提出了近期和中长期发展计划。美国的USMSC计划、日本的NewSunshine计划和欧洲的PNGU计划均将超级电容器列入开发内容。

国家工信部电子信息司去年就曾深度调研国内电容企业，制定产业相关政策扶持超容产业。财政部也对超级电容器产业进行了专门调研，了解我国超级电容器发展情况、技术水平和城市公交应用等情况，并征求企业对新能源汽车补贴的意见。4月份，国家工信部发布《工业强基2016专项行动实施方案》，方案表示在核心基础零部件领域中将重点扶持超级电容器的发展，多重利好推动超级电容器市场壮大。

超级电容企业资本布局动作频频

伴随消费类电子技术的日新月异，对于电源的要求也越来越高，超级电容器可为锂离子电源、燃料电池等主电源提供功率补偿，提高电源品质和延长电源使用寿命，得到市场人士的普遍认可，市场占有率逐年扩大。

作为典型的资本密集型产业，超级电容器正处于快速发展阶段。除了要在关键技术上继续取得突破之外，扩大生产规模以达到较佳的规模效益，降低使用成本，以及深入了解不同行业的应用需求，开发有针对性的技术解决方案，这些都是目前厂商们在市场竞争中的着力点。

江海股份收购日本ACT，与海外高校科研团队合作。公司开发的锂离子超级电容器能量密度已大幅领先于行业水平，目前产品在新能源汽车、地铁、电梯等领域送样供货，江海股份也有望成为行业新龙头。

凯迈嘉华(洛阳)新能源有限公司车用超级电容器模块对接宇通客车，打破了“洋货”一统天下的局面，在国内超级电容器行业中率先获得新能源汽车上车资质。公司拥有完全自主知识产权的超级电容器是一种新型储能装置，具有功率高、寿命长、免维护、节能环保等特点，应用于新能源汽车、风力发电、智能电网等领域。

江苏国泰此次牵头制定了《超级电容器用有机电解液规范》，有望借此扩大在超级电容领域的先发优势。国内上市公司法拉电子、新宙邦、风华高科、深圳惠程等，在超级电容市场都有不同深度的开发。

超级电容器商用化市场开发面临困境

相比电池而言，能量密度并不是超级电容器的长项，而很多新技术比如通过石墨烯等新材料的应用来提高其能量密度的研究方向其产业化也有待时日。目前，超级电容器与电池在新能源汽车中联合使用，能够提高电池的功率性能和循环寿命，正被业内所看好。两种储能器件的联合应用必定会带来更复杂的控制系统，对汽车系统的整体稳定性是一个大的考验。

一种新的储能技术进入大批量商用化市场所需的时间大约是10年，很多实验室中感觉很有前途的技术并未获得市场采用，原因就在于制造、材料和功能性问题，认识到解决了这些问题，喜悦也便多过忧虑了。

超级电容更多是作为动力电池的补充，在小幅增加成本的情况下大大提高系统的峰值输出能力，或者减少动力电池短时间大电流放电的频率。它仅在部分公交车上有所采用，并没有在整个汽车行业，尤其乘用车领域实现产业化。

长安汽车曾表示超级电容续航里程未达到公司预期的标准，暂不会使用。价格相对较高，充电一次只够电动汽车行驶几公里，每千瓦时的蓄能产品价格却是电池的近10倍，实际运行的成本投入会很大。这个问题是超级电容器在电动汽车应用上难以大量推广、单独使用的瓶颈。

步步为营破解超级电容器核心技术

作为典型的资本密集型产业，超级电容器的关键技术仍需业内人士的不断创新与突破。

超级电容器的核心元件是电极，电极的制造工艺目前分为干电极与湿电极两种技术。南京理工大学夏晖教授团队成功合成了非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片，这种新型非晶材料将大幅降低超级电容器的成本，极大地推动其商业化。相比于结晶材料，非晶材料的合成温度更低，大大降低了电极材料的合成成本。

非晶材料结构也更加稳定，体积可调控。然而美中不足的是，非晶材料较差的导电性在一定程度上限制了超级电容性能的提高。

此外，大连理工大学化工与环境生命学部教授邱介山领衔的能源材料化工学术团队，在高性能储能设备所用储能材料的研究方面也取得新进展。这项调控碳基材料的表/界面的新技术，为拓展和深化高性能碳基超级电容器电极材料的设计与构筑开辟了新的技术途径，也为高性能二维纳米碳材料的设计合成提供了新思路。