超級(jí)電容行業(yè)分析報(bào)告

超級(jí)電容行業(yè)分析報(bào)告一、超級(jí)電容器行業(yè)分析超級(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、5F~200F、200F以上，它們由于其特點(diǎn)的不同，運(yùn)用領(lǐng)域也有所差異。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。另外大型超級(jí)電容器通過(guò)串并聯(lián)構(gòu)成電源系統(tǒng)可用在汽車等高能供應(yīng)裝置上。年份紐扣型卷繞型和大型總規(guī)模同比增長(zhǎng)200710.234.84545%200815.352.267.550%表107、08年全球超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)規(guī)模（單位：億美元）年份紐扣型卷繞型和大型總規(guī)模同比增長(zhǎng)20050.43.53.957.2%20060.94.85.746.2%20071.47.28.650%20082.111.213.355%表2國(guó)內(nèi)超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)規(guī)模（單位：億兀）表1、表2是對(duì)三種超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)行調(diào)查而得到的數(shù)據(jù)整理而成的，分別反映了世界和中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)的情況。從這兩個(gè)表中我們不難發(fā)現(xiàn)三個(gè)問(wèn)題：1、超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速，無(wú)論是鈕扣型還是卷繞型或是大型超級(jí)電容器，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模都在高速擴(kuò)展。2、中國(guó)在鈕扣型超級(jí)電容方面的競(jìng)爭(zhēng)力不明顯，在中國(guó)鈕扣型市場(chǎng)中，海外產(chǎn)品幾乎占據(jù)了90%以上的份額，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。數(shù)據(jù)表明，近幾年國(guó)內(nèi)廠家的市場(chǎng)份額也在逐步擴(kuò)大。3、卷繞型和大型方面，中國(guó)的技術(shù)水平與國(guó)際接近，市場(chǎng)份額也比較理想。近幾年，中國(guó)廠商的銷售收人也在呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。據(jù)調(diào)查，國(guó)產(chǎn)超級(jí)電容器已占有中國(guó)市場(chǎng)60%~70%的份額。二、超級(jí)電容器技術(shù)研究現(xiàn)狀超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過(guò)電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出:超級(jí)電容器的充放電過(guò)程始終是物理過(guò)程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。超級(jí)電容器因其獨(dú)特的雙層大容量?jī)?chǔ)存結(jié)構(gòu)對(duì)原材料及制作工藝提出了極高的要求。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。下面將從原材料，制作工藝等幾個(gè)方面對(duì)超級(jí)電容器的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。2.1正極材料目前用作超級(jí)電容器電極的材料主要有三類:碳材料、金屬氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料。碳材料碳是最早被用來(lái)制造超級(jí)電容器的電極材料。碳電極電容器主要是利用儲(chǔ)存在電極與電解液界面的雙電層能量，其比表面積是決定電容器容量的重要因素。盡管高比表面的碳材料比表面積越大，容量也越大，但實(shí)際利用率并不高，因?yàn)槎嗫滋疾牧现锌讖揭话阋?nm及以上的空間才能形成雙電層，從而進(jìn)行有效的能量?jī)?chǔ)存，而制備的碳材料往往存在微孔（孔徑小于2nm）不足的情況。所以這個(gè)系列主要是向著提高有效比表面積和可控微孔孔徑（孔徑大于2nm）的方向發(fā)展。除此之外，碳材料的表面官能團(tuán)、導(dǎo)電率、表觀密度等對(duì)電容器性能也有影響。現(xiàn)在已有許多不同類型的碳材料被證明可用于制作超級(jí)電容器的極化電極，如活性炭、活性炭纖維、碳?xì)馊苣z、碳納米管以及某些有機(jī)物的裂解碳化產(chǎn)物。金屬氧化物材料金屬氧化物作為超級(jí)電容器電極材料的研究是基于法拉第準(zhǔn)電容儲(chǔ)能原理，即是在氧化物電極表面及體相發(fā)生的氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生的吸附電容。其電容量遠(yuǎn)大于活性炭材料的雙電層電容，但雙電層電容器瞬間大電流放電的功率特性比法拉第電容器好。金屬氧化物作為超級(jí)電容器電極材料有著潛在的研究前景。近年來(lái)金屬氧化物電極材料的研究工作主要圍繞以下兩個(gè)方面進(jìn)行：（l）制備高比表面積的RuO2活性物質(zhì)。（2）RuO2與其它金屬氧化物復(fù)合。導(dǎo)電聚合物材料電聚合物電極電容器是通過(guò)導(dǎo)電聚合物在充放電過(guò)程中的氧化還原反應(yīng)，在聚合物膜上快速產(chǎn)生n型或p型摻雜從而使其儲(chǔ)存高密度的電荷，產(chǎn)生很大的法拉第電容來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存電量。研究發(fā)現(xiàn)聚毗咯、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯、聚并苯等可用作超級(jí)電容器電極材料，其中聚毗咯及其衍生物由于其有優(yōu)異的電化學(xué)性能、環(huán)境友好、合成簡(jiǎn).單等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用價(jià)值的材料之一。導(dǎo)電聚合物超級(jí)電容器具有使用壽命長(zhǎng)、溫度范圍寬、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，并且可以通過(guò)設(shè)計(jì)聚合物的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選聚合物的匹配特性，來(lái)提高電容器的整體性能、，但真正商業(yè)應(yīng)用的電極材料品種還不多，價(jià)格也較高。今后研究的重點(diǎn)應(yīng)放在合成新材料上，一尋找具有優(yōu)良摻雜性能的導(dǎo)電聚合物，提高聚合物電極的充放電性能、循環(huán)壽命和熱穩(wěn)定性等方面。從實(shí)用來(lái)講，碳材料無(wú)疑是目前超級(jí)電容器各類電極材料中最具吸引力的，它幾乎是市面上所有產(chǎn)品共同的選擇，但電極材料的成本占到其產(chǎn)品總成本的近30%，是導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高的主要原因，這在一定程度上限制了超級(jí)電容器的推廣應(yīng)用。而導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物等作為電極材料還處于探索之中，停留在實(shí)驗(yàn)室階段。今后超級(jí)電容器電極材料的研究重點(diǎn)將集中在己有材料制備工藝及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，兼具法拉第準(zhǔn)電容和雙電層電容新材料的開發(fā)，高性能材料的規(guī)?；a(chǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)高性能、低成本、性能穩(wěn)定移動(dòng)電源技術(shù)的需求。

負(fù)極材料超級(jí)電容器負(fù)極材料主要是炭材料，商業(yè)化使用的負(fù)極炭材料主要是石墨。國(guó)內(nèi)各廠家技術(shù)的差異不大，主要是材料性能的差異。電解質(zhì)電解質(zhì)是超級(jí)電容器的關(guān)鍵材料，在正負(fù)極之間起著輸送和傳導(dǎo)電流的作用，影響著器件的充放電特性、能量密度、安全性、循環(huán)性能、倍率充放電性能、高低溫性能、儲(chǔ)存性能和成本。根據(jù)其工作特點(diǎn)，要求電解液電導(dǎo)率高、雜質(zhì)低、分解電壓高、腐蝕性低、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性能好、功能性強(qiáng)、低污染及低成本等特性。國(guó)內(nèi)目前采取的是水系（即無(wú)機(jī)電解質(zhì)）和非水系（即有機(jī)電解質(zhì)）兩種不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑，電解質(zhì)為水系的超級(jí)電容器單體電壓不超過(guò)1.6V,而非水系的超級(jí)電容器單體電壓不超過(guò)3V。水系電解質(zhì)主要有30%硫酸水溶液、30%氫氧化鉀水溶液；而有機(jī)在國(guó)際上己成為主流，使用較多的有機(jī)電解液是丙烯碳酸脂或高氯酸四乙氨、六氟磷酸鋰與有機(jī)溶劑的混合液等。表3列出了有機(jī)系超級(jí)電容器和水系超級(jí)電容器的一些特性上的主要區(qū)別。圖1和圖2分別介紹了超級(jí)電容器的分類以及不同超級(jí)電容的一些參數(shù)比較。有機(jī)系超級(jí)電容器水系超級(jí)電容器特性1、在非水質(zhì)的電解液中使用多孔炭材料2、不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)3、能承受接近3V的電壓4、更高的功率5、更大的充放電電流6、通過(guò)靜電積聚存儲(chǔ)電荷，本質(zhì)是靜電的7、適合大電流工作，不影響使用壽命8、有較高溫度范圍，-40℃-70℃9、因?yàn)椴淮嬖诨瘜W(xué)反應(yīng)，產(chǎn)品壽命高，可達(dá)100萬(wàn)次1、在水質(zhì)的電解液中使用金屬氧化物2、工作時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)3、電壓范圍與金屬氧化物有關(guān)，通常小于2V4、較低的功率5、較小的充放電電流6、正負(fù)極間發(fā)生電荷質(zhì)子轉(zhuǎn)移，本質(zhì)是感應(yīng)電流，并不是靜電7、大電流會(huì)導(dǎo)致器件老化，產(chǎn)生氣化膨脹，引起電解液泄漏8、工作溫度范圍較低卜10℃以下時(shí)，工作性能大大降低）9、因?yàn)榇嬖诨瘜W(xué)反應(yīng)，產(chǎn)品壽命較低，一般為20萬(wàn)次表3有機(jī)系超級(jí)電容器和水系超級(jí)電容器主要區(qū)別超級(jí)由容器t莊用最廣泛的是碳味庭電展陷結(jié)彩容懵）按通根材料步類+混合型+導(dǎo)電聚合物-按通根材料步類+混合型+導(dǎo)電聚合物-?命屈輒牝御-?活性雙至固體EULC（技體電髀出）++無(wú)機(jī)有機(jī)按電解質(zhì)分類 取電特層機(jī)理一都口LC木系（電壓vi.av】 非木休醫(yī)（電壓v\5v>tir iit假性 口性 械性 有機(jī) 上機(jī) 隨牌樁法界第按儲(chǔ)能機(jī)理分類利牝下跟反應(yīng)業(yè)化學(xué)電容器氽同 玨分氧化 子聚物 合物圖1超級(jí)電容器分類電極村能公司電壓cv>屯客號(hào)（F）比陛R（獨(dú)詞比功率（WAb>狀況/可用性PariDsonic書機(jī)電髀建3tBOfl.2D0Q){S.4)€200,400)曲拈化片xpit七Saft.Alcatel■機(jī)電解灌31303500封友原型%和干.兄■合栩CAFkx有機(jī)W新液3no6300封友原理SEC水溶液(5b11\(].9)fl.5ca,io)由批化ELIT水涔掖150D.31(DM,I-3OT)度拈化碗打沖豆1.1axvel1有機(jī)電料:液3(1C00,27001門⑸C-1M,GOT)尚必it合物SuperFarad有機(jī)電新.曲2.B2505C2OT,300)趕裝原型喉凝依P-?irerstor有1L電梆漕CL5b1OT)7.a0.1250廢品化電屯垂tilt導(dǎo)電復(fù)合LosAlanasXatwnalLab有機(jī)電等源 5081.2丸000安融富點(diǎn)型任原也客掘哈噎鼎PinnacleRe&eoE'chInstitux北海情28怯(0,5.0,6)￡00野建原型要氧化詢15ImryFortMcxiniDuth水溶液1.711.51000實(shí)版堂原型淀若電容氧化（『出超電解Evans水溶液0.10.Q20.13aow我裝原型器醫(yī)或化SilA水港港■:aB10)50,000圾10)(BO.JOD)尚拈化圖2不同類型超級(jí)電容器特性生產(chǎn)工藝生產(chǎn)超級(jí)電容器的工藝流程主要分為以下九步：配料f混漿f制電極f裁片一組裝+注液+活化+檢測(cè)一包裝。步呼q：迎翁段恰比均?？疲喊僭?，極片制作配料高速攬掉槐1%出口J網(wǎng)C國(guó)產(chǎn)上詫布弟布機(jī)1000（■進(jìn)：-）的（國(guó)廣）屈片〔指片，札原桃刈分切CM片）分討機(jī)37班1|■宏推超聲ifi焊接機(jī)1。左右裝配卷挑慰金忖施貨機(jī)理疊片機(jī)35裝而手下氟把煤敞光焊機(jī)15-20注液注油電Tg進(jìn)口）千蟀根或白動(dòng)0一二一■充電、檢測(cè)〕化成柜投斯不點(diǎn)計(jì)算,■-般心以上夢(mèng)殍（鍵定席斶客用:分容設(shè)備艷照節(jié)點(diǎn)」上算,一艙m山上照法入陣甜田分選MWK1配蛆、保護(hù)標(biāo)在接人工U地蟹帶，殖尚，人理胤愿設(shè)犒1表4超級(jí)電容工藝流程及主要設(shè)備三、國(guó)際、國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器主要廠家國(guó)家 超班電容涔公司名稱錦州百納電氣有限公司上海奧威科技開發(fā)有限公司北京集星聯(lián)合電子科技有限公司中國(guó)哈爾濱巨容新能源有隈公司江蘇雙登集團(tuán)有限公司止京合眾匯能科技有限公司深圳市思程高能能源科技有限公司MaxwelI,EvansSkeleton^Pinnacle^LosAlamos'Jatioriall.ab｛美國(guó)美國(guó) 能源笥洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）,，U5ArmyFartManroout?..,Cooper..TecateGroup俄羅斯EdEsina、Elit德國(guó)Epcus（西門子下屬公司）、Sma三本Nec、Panasonic^Tokin^Elna；去國(guó) 5aft>AlsthumAlcatel.&j1lore意Fiat.MagnetiMaraHiSEPA（馬瑞多）北歐SjperfaradDanlones 尼西普）澳大利亞Capxx韓國(guó)Nesscap、KorchipNuintek新西二Powerstor圖3國(guó)際、國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器主要廠家在全球民用超級(jí)電容器市場(chǎng)中，處于領(lǐng)先地位的企業(yè)有：美國(guó)Maxwell公司、日本Panasonic電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社、韓國(guó)NessCap公司、法國(guó)Bollore公司。國(guó)內(nèi)從事超級(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)用化的廠家只有10多家，目前，在國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器行業(yè)處于領(lǐng)先地位的有：上海奧威科技開發(fā)有限公司、北京合眾匯能科技有限公司、北京集星聯(lián)合電子科技有限公司、哈爾濱巨容新能源有限公司、錦州凱美能源有限公司和江蘇雙登集團(tuán)有限公司。上海奧威：新能源汽車領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者國(guó)內(nèi)公交車用超級(jí)電容器領(lǐng)域的佼佼者，產(chǎn)品主要用于各種車輛、內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)以及輕型車、電動(dòng)公交車的牽引和其他領(lǐng)域，其技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。所生產(chǎn)的超級(jí)電容器公交車己經(jīng)用于世博會(huì)。但經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，該公司主要生產(chǎn)無(wú)機(jī)超級(jí)電容器，容量較大（上百法拉），不適用于本方案設(shè)計(jì)。北京合眾匯能科技有限公司：核心炭材料技術(shù)處于領(lǐng)先地位國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器電極材料領(lǐng)先企業(yè)，公司主要開發(fā)和生產(chǎn)高容量（HCC）系列有機(jī)高電壓型雙電層超級(jí)電容器。其生產(chǎn)的HCC超級(jí)電容主要以卷繞圓柱式為主，兼顧方形、異型模組等多種電容器產(chǎn)品規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的容量從0.06F到10000F。公司可以提供高達(dá)10萬(wàn)法拉大容量的特制超級(jí)電容器單體產(chǎn)品。目前公司HCC超級(jí)電容器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車、大功率短時(shí)功能電源、太陽(yáng)能儲(chǔ)能、風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)、儲(chǔ)能緩沖系統(tǒng)、智能電表、電動(dòng)自行車、電動(dòng)玩具等領(lǐng)域。早期與清華大學(xué)合作開展超級(jí)電容器碳納米電極材料研究，公司在電極材料方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。北京集星聯(lián)合電子科技有限公司：產(chǎn)業(yè)鏈較為完整公司是一家專注于新能源領(lǐng)域的革命性儲(chǔ)能產(chǎn)品的研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用的創(chuàng)新型企業(yè)，面向汽車、工業(yè)、民用領(lǐng)域提供高效、可靠的儲(chǔ)能元件和系統(tǒng)產(chǎn)品，以提高電源的效率和可靠性。公司參與并支持電動(dòng)汽車、風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源、工業(yè)節(jié)能降耗等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。公司突破了核心活性炭材料技術(shù)和電極技術(shù)，整合了超級(jí)電容器生產(chǎn)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，在北京、常州分別建立了電極材料、電極、元件、儲(chǔ)能系統(tǒng)的生產(chǎn)基地。公司注冊(cè)于北京中關(guān)村，研發(fā)基地設(shè)在北京中關(guān)村高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)基地設(shè)在北京大興工業(yè)區(qū)，公司致力于納米技術(shù)等新型能源材料在綠色儲(chǔ)能元器件上的研究與應(yīng)用開發(fā)，并使其產(chǎn)業(yè)化，擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。哈爾濱巨容新能源：超級(jí)電容器管理系統(tǒng)有望獲得突破超級(jí)電容器技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)力雄厚，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于港口起重設(shè)備電動(dòng)車的牽引電源、汽車、坦克車、裝甲車等的啟動(dòng)電源，激光武器、電動(dòng)工具、安全氣囊，電磁開關(guān)電源；功率補(bǔ)償系統(tǒng)，UPS電源，電力峰谷平衡，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量?jī)?chǔ)存裝置。但經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，該公司主要生產(chǎn)無(wú)機(jī)超級(jí)電容器，容量較大（上千法拉），不適用于本方案設(shè)計(jì)。錦州凱美能源有限公司：運(yùn)營(yíng)管理仍有待提升公司自2001年起承擔(dān)國(guó)家科技部“十五”863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)“電動(dòng)汽車用超級(jí)電容器”項(xiàng)目，2002年起承擔(dān)科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金“超級(jí)電容器”項(xiàng)目研發(fā)，2003年承擔(dān)信息產(chǎn)業(yè)部電了信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金“新型綠色能源-超級(jí)電容器產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目。公司現(xiàn)有專業(yè)技術(shù)人員28人，其中高級(jí)工程師3人，博士生4人，碩士研究生8人，在產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品測(cè)試以及工藝改良方面有著豐富的理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。公司與中科院、北京有色金屬研究院、華東理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、中南大學(xué)、遼寧工學(xué)院、渤海大學(xué)等建立了合作關(guān)系。公司目前己有18個(gè)系列、100多個(gè)規(guī)格的超級(jí)電容器產(chǎn)品，并擁有14項(xiàng)專利。價(jià)格從2元一70元/單元不等。江蘇雙登集團(tuán)有限公司：還處于初級(jí)階段江蘇雙登集團(tuán)有限公司與中科院電工所合作研制開發(fā)的超級(jí)電容器，與國(guó)內(nèi)外同等性能相比，具有較強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品經(jīng)中國(guó)工程院楊裕生院士鑒定，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，部分關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前，公司研制的太陽(yáng)能發(fā)電超級(jí)電容器己經(jīng)應(yīng)用于北京奧運(yùn)村太陽(yáng)能路燈項(xiàng)日，鳥巢、水立方、奧運(yùn)數(shù)字大廈、五棵松體育館、豐臺(tái)泉球館、奧運(yùn)村地下車庫(kù)、首都機(jī)場(chǎng)T3D航站樓、北京新南站、首都體育館等場(chǎng)地，均有公司的超級(jí)電容器產(chǎn)品應(yīng)用。公司的研發(fā)主要基于南京雙矜科技發(fā)展研究院，研究院設(shè)有博士后科研工作站和工程技術(shù)中心，主要開發(fā)燃料電池、超級(jí)電容器、鋰電池材料、鋰離子電池等在內(nèi)的各類先進(jìn)化學(xué)電源產(chǎn)品。四、超級(jí)電容行業(yè)發(fā)展方向盡管超級(jí)電容器技術(shù)已經(jīng)進(jìn)人了產(chǎn)業(yè)化的快車道，但其中仍然存在著許多技術(shù)難題，這些都限制了超級(jí)電容器性能的進(jìn)一步提高，制作成本的進(jìn)一步降低，應(yīng)用范圍的進(jìn)一步延伸，及消費(fèi)市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展。這些問(wèn)題主要有如下幾個(gè)方面：尋找性能更優(yōu)，成本更低的電極材料。電極材料是影響超級(jí)電容器性能和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素，因此對(duì)于超級(jí)電容器的研究。幾乎都是圍繞著電極材料進(jìn)行的。而國(guó)內(nèi)電極材料存在性能不佳和可選擇范圍小等問(wèn)題，所以我國(guó)在超級(jí)電容器的核心部分即高性能電極材料的生產(chǎn)上一直存在瓶頸。所以企業(yè)若想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足發(fā)展就必須加強(qiáng)對(duì)電極材料的創(chuàng)新研究，必要時(shí)可以與研究院和高校合作研發(fā)。尋求更優(yōu)化的匹配組合方法超級(jí)電容器單體產(chǎn)生的電壓一般比較低，每只電容耐壓大約僅有2.5V左右，電池要靠多只串聯(lián)組合提供高電壓，這就需要非常復(fù)雜的電路來(lái)保證每只單體電容的均壓?jiǎn)栴}，一旦電壓過(guò)了，就會(huì)損壞，而且一旦組合匹配不好就會(huì)影響到電池組的性能和壽命。沒有好的匹配方法將直接造成超級(jí)電容電池組的成本過(guò)高，儲(chǔ)能相當(dāng)于500Ah電池組的價(jià)格估計(jì)要數(shù)百萬(wàn)元。所以企業(yè)若想生產(chǎn)出更多種類型號(hào)的超級(jí)電容器，想要自己的產(chǎn)品有更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，就必需尋求匹配組合技術(shù)的突破。解決慢放電控制的問(wèn)題。超級(jí)電容器的自放電率很高，自放電現(xiàn)象較其他儲(chǔ)能器件都要嚴(yán)重，這也就限制了超級(jí)電容器不能像傳統(tǒng)電池一樣長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定儲(chǔ)能。另外超級(jí)電容自放電大小還與充電條件有關(guān)，若是恒壓充電，充電時(shí)間較長(zhǎng)，效果很好；若是恒流充電，充電時(shí)間較短，自放電就較嚴(yán)重，因?yàn)檠杆俪渫觌娨院?，電荷只停留在超?jí)電容的擴(kuò)散層，所以超級(jí)電容器若要像普通電池一樣廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域就必須解決慢放電控制問(wèn)題，而開發(fā)出能夠穩(wěn)定儲(chǔ)能的超級(jí)電容電池也就顯得尤為重要。解決內(nèi)阻較高的問(wèn)題雙電層電容器與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大，超級(jí)電容器的較大的內(nèi)阻會(huì)阻礙其快速放電，其時(shí)間常數(shù)①在ls~2s，給阻容式電路完全放電大約需要5。，所以要得到放電更快的超級(jí)電容器就必須進(jìn)一步降低其內(nèi)阻。目前主要可以從兩方面降低內(nèi)阻：一方面，從原材料上入手減少極片和電解液本身內(nèi)阻;另一方面，通過(guò)改變封裝結(jié)構(gòu)減少接觸內(nèi)阻，達(dá)到降低產(chǎn)品內(nèi)阻的目的。進(jìn)一步減小體積盡管超級(jí)電容器較普通電容器的容量大了3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，但和電池相比單位體積的容量還是太小，電池與其體積相當(dāng)?shù)某?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。所以超級(jí)電容器若想與傳統(tǒng)電池爭(zhēng)奪市場(chǎng)，就必須在這方面下足功夫。除此之外，如果超級(jí)電容器要運(yùn)用在電動(dòng)機(jī)車和電力等系統(tǒng)中，其可靠性還需進(jìn)一步提高。五、超級(jí)電容器選型根據(jù)本文第三章所述，主要從國(guó)際國(guó)內(nèi)一些技術(shù)相對(duì)領(lǐng)先的企業(yè)中來(lái)進(jìn)行選型，在這些廠家中選型時(shí)，可主要從價(jià)格、漏電流大小、耐溫情況、額定充放電電流、等效串聯(lián)內(nèi)阻、容量偏差幾個(gè)角度來(lái)進(jìn)行考慮。5.1.漏電流行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的漏電流都是在72小時(shí)充電后測(cè)量出的漏電流大小，有些廠家也做了24小時(shí)充電后的漏電流大小，在選型時(shí)可比較不同廠家的漏電流大小。5.2耐溫目前不同廠家的耐溫情況基本相同，最大范圍一般都是-40℃~70℃，當(dāng)然有些小廠家也有-20℃~60℃這種情況。等效串聯(lián)內(nèi)阻（ESR）

等效串聯(lián)內(nèi)阻分為交流ESR與直流ESR,通常直流ESR約是交流ESR的1.5倍，隨溫度上升而減小。超級(jí)電容器等效串聯(lián)電阻較大的原因是：為充分增加電極面積，電極為多孔化活性炭，由于多孔化活性炭電阻率明顯大于金屬，從而使超