2019年超級(jí)電容行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告

2019年超級(jí)電容行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告第2頁(yè)共頁(yè)目錄1．特斯拉擬收購(gòu)全球超級(jí)電容器龍頭Maxwell有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮61111.1全球領(lǐng)先的超級(jí)電容制造商電極工藝構(gòu)筑護(hù)城河................................6.2致力于干電池電極商業(yè)化實(shí)現(xiàn)成本降低和性能提升...........................9.3超級(jí)電容廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域特斯拉全資收購(gòu)開(kāi)啟電動(dòng)汽車新征程11.4特斯拉收購(gòu)具有風(fēng)向標(biāo)作用超級(jí)電容有望再次迎來(lái)應(yīng)用熱潮.........142．超級(jí)電容-大功率、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能方案...........................1422.1超級(jí)電容器是可實(shí)現(xiàn)快速充放電的儲(chǔ)能器件........................................14.2電極制備能力是超級(jí)電容器制造商的核心競(jìng)爭(zhēng)力................................163．超級(jí)電容器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛市場(chǎng)空間廣闊.......................19335.1廣泛應(yīng)用于交通、電力、電子設(shè)備、軍事及工業(yè)領(lǐng)域.......................19.2市場(chǎng)空間快速擴(kuò)張新能源汽車領(lǐng)域滲透率有望提升.........................25.1新宙邦：全球領(lǐng)先的超級(jí)電容器電解液龍頭........................................264．海外超容技術(shù)全面領(lǐng)先國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速.......................27444.1海外超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)先占據(jù)全球大部分超級(jí)電容器市場(chǎng)...............27.2國(guó)內(nèi)電極材料量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)突破電解液國(guó)產(chǎn)化配套成熟.........................28.3國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化起步晚高端產(chǎn)品進(jìn)口替代空間大......................................295．推薦電池龍頭關(guān)注超級(jí)電容生產(chǎn)商...............................315.2江海股份：鋁電解電容器核心企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展超級(jí)電容.....................31第3頁(yè)共頁(yè)圖表目錄圖：2017年Maxwell分業(yè)務(wù)銷售收入占比.................................................6圖：2017年Maxwell分地區(qū)銷售收入占比.................................................6圖：Nesscap后產(chǎn)品線擴(kuò)張...................................................7圖：公司業(yè)務(wù)在全球的分布...........................................................................8圖：Maxwell近年業(yè)績(jī)情況（單位：百萬(wàn)美元）..........................................8圖：Maxwell資本開(kāi)支情況（單位：百萬(wàn)美元）..........................................8圖：干電池電極有效提升鋰電池性能.............................................................9圖：當(dāng)前干電池技術(shù)專利排名（單位：項(xiàng)）.................................................10圖：Maxwell干電池技術(shù)專利申請(qǐng)類型......................................................10圖：Maxwell干電池電極發(fā)展規(guī)劃...........................................................10圖：干噴法（dry-spraymethod）生產(chǎn)步驟...........................................11圖：2018年美國(guó)豪華車銷量（單位：千輛）............................................13圖：2017-2018年美國(guó)電動(dòng)汽車銷量（單位：千輛）...............................13圖：新能源汽車產(chǎn)銷量及性能快速提升......................................................13圖：超級(jí)電容器工作原理...........................................................................15圖：雙電層電容結(jié)構(gòu).................................................................................15圖：超級(jí)電容與電池能量密度與功率密度對(duì)比...........................................15圖：超級(jí)電容與電池技術(shù)性能對(duì)比.............................................................15圖：石墨烯超級(jí)電容新結(jié)構(gòu).......................................................................17圖：超級(jí)電容器提升汽車啟停系統(tǒng).............................................................19圖：基于超級(jí)電容器的混合系統(tǒng)工作原理..................................................19圖CAFMaxwell超級(jí)電容器用于無(wú)架線鐵路組件..........................20圖：Maxwell超級(jí)電容器儲(chǔ)能方案助美國(guó)費(fèi)城地鐵節(jié)能供電.....................20圖：上海路超級(jí)電容公交車.................................................................22圖：蘭博基尼Millennio概念車.....................................................22圖：包含超級(jí)電容器的微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架......................................................23圖：頻率穩(wěn)定時(shí)間尺度和超級(jí)電容器響應(yīng)..................................................23圖：超級(jí)電容可應(yīng)用于智能水表、電表、氣表...........................................23第4頁(yè)共頁(yè)圖：全球超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）....................................25圖：全球分地區(qū)超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模及增速預(yù)測(cè)...........................................25圖：中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：MW）.......................................25圖：中國(guó)新能源汽車銷量預(yù)測(cè)（單位：萬(wàn)輛）...........................................25圖：“300/年高品質(zhì)有機(jī)體系超級(jí)電容活性炭連續(xù)化制備技術(shù)及應(yīng)用”科技成果...........................................................................................................29圖：北海星石碳材料科技有限公司活性炭產(chǎn)能規(guī)劃（單位：噸）................29圖：新宙邦營(yíng)收及凈利情況（單位：億元）...............................................26圖：2017年新宙邦分業(yè)務(wù)營(yíng)收占比..........................................................26圖：江海股份營(yíng)收及凈利情況（單位：億元）...........................................31圖：2017年江海股份分業(yè)務(wù)營(yíng)收占比.......................................................31表：公司在電容器領(lǐng)域已獲得的專利及在申請(qǐng)的申利情況..............................7表：干電極工藝對(duì)電池生產(chǎn)的成本節(jié)省測(cè)算...................................................9表：Maxwell超級(jí)電容器主要應(yīng)用情況......................................................12表：2018年新能源客車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)純電動(dòng)單車補(bǔ)貼上限顯著高于插電式混合動(dòng)力汽車......................................................................................................................14表：儲(chǔ)能技術(shù)性能參數(shù)對(duì)比.........................................................................16表：不同種類碳材料及碳基復(fù)合材料的超級(jí)電容性能對(duì)比............................18表：有機(jī)電解液vs水系電解液....................................................................18表：中國(guó)部分新能源客車企業(yè)采用超級(jí)電容儲(chǔ)能情況...................................21表：國(guó)外主要的超級(jí)電容器制造商...............................................................27表：國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器相關(guān)政策....................................................................29表：國(guó)內(nèi)主要的超級(jí)電容器制造商.............................................................30表：重點(diǎn)推薦公司盈利預(yù)測(cè)與估值.............................................................32表：關(guān)鍵假設(shè)表之電力設(shè)備新能源.............................................................32第5頁(yè)共頁(yè)1．特斯拉擬收購(gòu)全球超級(jí)電容器龍頭Maxwell有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮特斯拉將全資收購(gòu)超級(jí)電容全球龍頭Maxwell，有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮。2019年2月特斯拉宣布將以2.18億美元收購(gòu)Maxwell全部股權(quán)，較公告日前Maxwell的最新收盤(pán)價(jià)溢價(jià)55%，該交易最快于2019年二季度完成。我們認(rèn)為此次收購(gòu)的最主要潛在動(dòng)機(jī)有二：1、儲(chǔ)備超級(jí)電容技術(shù)與產(chǎn)能，未來(lái)用于商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、卡車Semi動(dòng)力系統(tǒng)、甚至超跑乘用車動(dòng)力系統(tǒng)中；2、推動(dòng)Maxwell專有的干電極技術(shù)，進(jìn)電容應(yīng)用與開(kāi)發(fā)熱潮。1.1全球領(lǐng)先的超級(jí)電容制造商電極工藝構(gòu)筑護(hù)城河Maxwell公司成立于1965年，是美國(guó)政府機(jī)構(gòu)的合約研發(fā)服務(wù)提供商，于上世紀(jì)九十年代開(kāi)始轉(zhuǎn)向商業(yè)領(lǐng)域，目前公司絕大部分營(yíng)收都來(lái)源于商用產(chǎn)品。Maxwell2017年公司實(shí)現(xiàn)銷售收入1.367.28%32.72%。公司總部位于加利福尼亞州圣地亞哥，歐洲辦事處位于瑞士，并在德國(guó)和中國(guó)設(shè)有銷售和客戶服務(wù)部門。2017年公司在中國(guó)的銷售收入占比35%，在美國(guó)、德國(guó)和匈牙利的銷售收入占比均超過(guò)10%。圖1：2017年Maxwell分業(yè)務(wù)銷售收入占比圖2：2017年Maxwell分地區(qū)銷售收入占比其他高壓電容器32.72%32.07%中國(guó)34.48%超級(jí)電容器67.28%匈牙利10.32%德國(guó)2.49%美國(guó)10.64%1資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究深耕干法電極制造工藝，正極碳材料技術(shù)構(gòu)筑護(hù)城河。Maxwell在電極配方、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，原材料，電池封裝設(shè)計(jì)，單元到單元和模塊對(duì)模塊互連技術(shù)等方面獲得多項(xiàng)專Maxwell大多數(shù)超級(jí)電容器產(chǎn)品的核心技術(shù)是一種專有的，無(wú)溶劑或干燥的電極制造工藝。這種高產(chǎn)量的卷繞工藝可生產(chǎn)高質(zhì)量的電極材料，厚度均勻，從而提高產(chǎn)品性能和長(zhǎng)期耐用性。其生產(chǎn)的電極除供應(yīng)自家的超級(jí)電容器外，還出售給Yeong-LongTechnologies等其他超級(jí)電容器制造商。第6頁(yè)共頁(yè)表1：公司在電容器領(lǐng)域已獲得的專利及在申請(qǐng)的申利情況業(yè)務(wù)專利電極的組成，包括其配方、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)與原材料成分相關(guān)的材料科學(xué)物理電池封裝設(shè)計(jì)以及電池組裝中使用的附屬工藝超級(jí)電容器(包括系統(tǒng)級(jí)電子產(chǎn)品)的功能、性能和壽命促進(jìn)超級(jí)電容技術(shù)應(yīng)用的模塊和系統(tǒng)設(shè)計(jì)物理電池封裝設(shè)計(jì)以及電池組裝中使用的附屬工藝選擇組件以符合環(huán)境法規(guī)，同時(shí)盡量減少對(duì)產(chǎn)品性能的犧牲的情況下延長(zhǎng)制造時(shí)間和降低性能特征高壓電容器資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究2017年收購(gòu)Nesscap公司，產(chǎn)品線延伸至濕法電極制造及中小型超級(jí)電容器。Maxwell主要采用干法電極工藝技術(shù)生產(chǎn)大型超級(jí)電容器產(chǎn)品，2017年4月Maxwell進(jìn)一步收購(gòu)全球小型超級(jí)電容器龍頭公司，濕法電極制造工藝的中小型超級(jí)電容器，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、汽車和工業(yè)領(lǐng)域，并銷售Maxwell產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)張，公司的超級(jí)電容器產(chǎn)品線也更加完善。圖3：Nesscap后產(chǎn)品線擴(kuò)張資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究電極材料自主生產(chǎn)，電池和模塊組裝外包，保障最優(yōu)成本效益。目前公司的干法加工超級(jí)電容器電極材料僅在美國(guó)亞利桑那州工廠生產(chǎn)，濕法加工超級(jí)電容器電極材料僅在韓60毫米直徑的大單體超級(jí)電容器（largecellultracapacitors）的組裝工作、大型基于單體的多單體模塊（largecell-basedmulti-cellmodules）、中型D型單體超級(jí)電容器（mid-sizeD-cellultracapacitorD型基于單體的多單體模塊（D-cell-basedmulti-cellmodules）的組裝工作，并授權(quán)中國(guó)大陸、臺(tái)灣和韓國(guó)的制造商使用Maxwell專利電池架構(gòu)。第7頁(yè)共頁(yè)圖4：公司業(yè)務(wù)在全球的分布資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究有序擴(kuò)張產(chǎn)能保障盈利，2017年綜合毛利率22%。在過(guò)去幾年中，公司有序擴(kuò)張產(chǎn)2017年公司擴(kuò)建韓國(guó)小型超級(jí)電容器工廠產(chǎn)能，2018年公司預(yù)計(jì)資本支出在15002500萬(wàn)美元之間，30%與改善現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和工廠擴(kuò)張，另外公司還與跨國(guó)計(jì)算機(jī)零部件制造商BeltonTechnologyGroup益增長(zhǎng)的超級(jí)電容器市場(chǎng)需求。2017年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1.3億美元，同比增長(zhǎng)7.5%2880萬(wàn)美元，綜合毛利率22%。圖5：Maxwell近年業(yè)績(jī)情況（單位：百萬(wàn)美元）圖6：Maxwell資本開(kāi)支情況（單位：百萬(wàn)美元）221150005000110%1816490%70%50%30%10%1121086420500-10%201220132014201520162017營(yíng)業(yè)收入毛利毛利率201220132014201520162017資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究剝離高壓電容器產(chǎn)品線，專注超級(jí)電容器與干電池電極技術(shù)研發(fā)。Maxwell在瑞士Rossens工廠生產(chǎn)高壓分級(jí)電容器、耦合電容器和電子電壓變壓器，目前是全球唯一采用堆疊，組裝和自動(dòng)繞線工藝生產(chǎn)其產(chǎn)品的高壓電容器生產(chǎn)商。2018年底Maxwell該瑞士高壓產(chǎn)品生產(chǎn)線出售給投資基金（RenaissanceInvestmentFoundation），未來(lái)公司主營(yíng)將聚焦在儲(chǔ)能領(lǐng)域及干電池電極。2017年Maxwell研發(fā)支出合計(jì)1840研發(fā)費(fèi)用率達(dá)13.85%內(nèi)阻，延長(zhǎng)使用壽命，降低制造成本并增加與主機(jī)應(yīng)用的集成。第8頁(yè)共頁(yè)1.2致力于干電池電極商業(yè)化實(shí)現(xiàn)成本降低和性能提升Maxwell在一般的電池中，控制其性能的關(guān)鍵部件是電極。電池裝置由至少兩個(gè)電極組成（一個(gè)正電極以對(duì)于現(xiàn)有的濕電極涂層技術(shù)，由于有機(jī)溶劑的蒸發(fā)需要一套設(shè)備投資，烘干需要在120度12-24小時(shí)耗費(fèi)大量的時(shí)間成本，同時(shí)有機(jī)溶劑自身的價(jià)格和對(duì)這種毒性物質(zhì)的防護(hù)與處理也占據(jù)一部分成本，因此用于濕法涂層電極生產(chǎn)的溶劑具有更高的系統(tǒng)成本；且它的厚度限制了電極的比能量，同時(shí)也限制了液態(tài)敏感電池材料的使用；另外，烘干很難將溶劑徹底去除，在后續(xù)電池的工作過(guò)程中這些溶劑雜質(zhì)會(huì)反應(yīng)出額外物質(zhì)，進(jìn)而影響電池的整體性能，減小電池壽命。表2：干電極工藝對(duì)電池生產(chǎn)的成本節(jié)省測(cè)算電池設(shè)計(jì)參數(shù)1電池設(shè)計(jì)參數(shù)2資本設(shè)備（百萬(wàn)元）139.1類別直接人工成本資本設(shè)備（百萬(wàn)元）109.85廠房面積（平方米）12569直接人工成本（小時(shí)年）595918廠房面積（平方米）15958（小時(shí)年）51187144102121.60%傳統(tǒng)工藝干電極工藝成本節(jié)省94.2810918499600112.611332614.20%13.10%16.20%19.00%16.50%資料來(lái)源：Nature，XXXX研究，文獻(xiàn)來(lái)自：LudwigB,ZhengZ,W,etal.Solvent-FreeManufacturingElectrodesLithium-ionBatteries[J].ScientificReports,2016,6:23150.干法電極作為一種無(wú)需溶劑的工藝技術(shù)，其成本更低且更加環(huán)保；用于干法工藝的制造設(shè)備投資不僅明顯少于濕法涂層技術(shù)，其能耗也低得多；另外干法工藝技術(shù)可以將高能還可以帶來(lái)的性能提升體現(xiàn)在更大的能量密度，更長(zhǎng)的使用壽命，高溫操作時(shí)的穩(wěn)定性和更高的充電/公司預(yù)計(jì)若將干電極法成功應(yīng)用于鋰電池生產(chǎn)，電池單體水平可超過(guò)300Wh/kg，電池壽命可延長(zhǎng)2倍，與現(xiàn)有技術(shù)的濕電極相比成本可降低10-20圖7：干電池電極有效提升鋰電池性能第9頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究Maxwell的專利布局已經(jīng)延伸到干法電極技術(shù)中，我們?cè)赑atsnap檢索的干電極電池/電容器相關(guān)的專利中，Maxwell公司控制的專利數(shù)量高達(dá)34項(xiàng)，遠(yuǎn)超出其他公司，其中在近十年內(nèi)申請(qǐng)的專利共計(jì)6Patsnap給出了上述專利的專利價(jià)值，基本高于類似干電極電池專利的專利價(jià)值，且被引用次數(shù)也遠(yuǎn)高出同類型的其他專利。從申請(qǐng)的類型來(lái)看，Maxwell公司控制的干電極專利2018年公司預(yù)計(jì)資本支出在1500萬(wàn)250050%用于公司干電池電極技術(shù)的工藝開(kāi)發(fā)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。圖8：當(dāng)前干電池技術(shù)專利排名（單位：項(xiàng)）圖9：Maxwell干電池技術(shù)專利申請(qǐng)類型資料來(lái)源：，XXXX研究資料來(lái)源：，XXXX研究20222016年公司與全球領(lǐng)先的汽車OEM證為基礎(chǔ)，以中試規(guī)模驗(yàn)證干電池電極性能。該項(xiàng)目針對(duì)的是一個(gè)特定的電動(dòng)汽車平臺(tái)，預(yù)計(jì)將于2022年左右發(fā)布。Maxwell已經(jīng)在材料上完成了這一概念驗(yàn)證，目前正在與潛在的合作伙伴討論更廣泛的合作，以期加速突破干電池電極技術(shù)商業(yè)化瓶頸。公司計(jì)劃在20年代初，以低于每千瓦時(shí)100美元的成本實(shí)現(xiàn)>350Wh/kg的電池能量密度，并進(jìn)一步加大投資以突破500Wh/kg。圖10：Maxwell干電池電極發(fā)展規(guī)劃第10頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究圖11：干噴法（dry-spraymethod）生產(chǎn)步驟資料來(lái)源：，XXXX研究1.3超級(jí)電容廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域特斯拉全資收購(gòu)開(kāi)啟電動(dòng)汽車新征程Maxwell提供的超級(jí)電容器電池的電容范圍為1至法拉，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于客車、軌道交通、新能源、工業(yè)機(jī)械、電子等各個(gè)領(lǐng)域。Maxwell610萬(wàn)輛汽車在使用其超級(jí)電2010雪鐵龍和通用汽車提供超級(jí)電容器，用于啟停應(yīng)用和自動(dòng)駕駛備用電源，公司還為蘭博基第11頁(yè)共頁(yè)尼提供再生制動(dòng)儲(chǔ)能裝置。Maxwell超級(jí)電容器還廣泛應(yīng)用于卡車、火車、有軌電車、新Maxwell超級(jí)電容器技術(shù)的峰值功率子系統(tǒng)將被引入吉利2019美和歐洲。表3：Maxwell超級(jí)電容器主要應(yīng)用情況領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景Maxwell超級(jí)電容器應(yīng)用情況目前Maxwell超級(jí)電容器已經(jīng)被標(biāo)致雪鐵龍、蘭博基尼、凱迪拉克等超過(guò)十幾種車型的啟停單元所采用，全球有超過(guò)250萬(wàn)輛汽車在使用其超級(jí)電容器用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟停7000多輛中型和重型卡車依靠Maxwell超級(jí)電容器引擎啟動(dòng)模塊，Peterbilt公司推出的579型和567型卡車，以及KenworthT680和T880卡車，均配備Maxwell超級(jí)電容器發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊啟停系統(tǒng)卡車Maxwell超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)可應(yīng)用于軌道，如橋接電源和電網(wǎng)/和輔助推進(jìn)和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。與電池技術(shù)相比，峰值電流、高占空比和頻繁的深放電和深充電的管理效率要高得多交通領(lǐng)域火車和有軌電車新能源客車Maxwell為全球超過(guò)43000客車和海格客車等車企都在使用Maxwell超容產(chǎn)品2018年7月Maxwel與吉利團(tuán)建立技術(shù)合作伙伴關(guān)系，基于Maxwell超級(jí)電容器技術(shù)新能源乘用車的峰值功率子系統(tǒng)將被引入五款微混及插電式混合動(dòng)力車型。應(yīng)用這一新技術(shù)的車型將于2019年底前投入量產(chǎn)，首先投放的市場(chǎng)為北美和歐洲Maxwell的電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以集成并安裝在可再生發(fā)電廠、變電站、配電饋線、輸電線路、“必須運(yùn)營(yíng)”的制造設(shè)施、商業(yè)和工業(yè)場(chǎng)所、微電網(wǎng)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的隔離微電網(wǎng)/小2公用電網(wǎng)和微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電3FFR4電力領(lǐng)域坡完成；5）混合存儲(chǔ)—資產(chǎn)優(yōu)化和堆疊服務(wù)Maxwell全球超過(guò)67,000臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)提供可靠的儲(chǔ)能解決方案。Maxwell超級(jí)電容器模塊被中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司的子公司——北京華電天仁電力控制技術(shù)有限公司選為風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的主要核心元件，并成功通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試，從而成為第一個(gè)應(yīng)用于中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)中的兆瓦級(jí)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)Maxwell為起重機(jī)，跨運(yùn)車，堆垛機(jī)，叉車和其他土方和采礦設(shè)備設(shè)計(jì)了超級(jí)電容器儲(chǔ)能，除滿足重復(fù)的高功率需求外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不再需要峰值功率，還可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸以及節(jié)省大量燃料重型機(jī)械發(fā)電機(jī)工業(yè)領(lǐng)域Maxwell超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊可為3.5兆瓦以下的關(guān)鍵備用發(fā)電機(jī)組提供可靠的突發(fā)啟動(dòng)功率資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究在電力領(lǐng)域方面，Maxwell為全球超過(guò)67,000臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)提供可靠的儲(chǔ)能解決方案；Maxwell必須運(yùn)營(yíng)”的制造設(shè)施、商業(yè)和工業(yè)場(chǎng)所、微電網(wǎng)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的隔離微電網(wǎng)/“中，以提供快速頻率響應(yīng)等多種服務(wù)。在工業(yè)領(lǐng)域，Maxwell超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊可為3.5兆瓦以下的關(guān)鍵備用發(fā)電機(jī)組提供可靠的突發(fā)啟動(dòng)功率；Maxwell還為起重機(jī)，跨運(yùn)車等重型機(jī)械設(shè)計(jì)了超級(jí)電容器儲(chǔ)能，除滿足重復(fù)的高功率需求外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不再需要峰值功率，還可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸以及節(jié)省大量燃料。第12頁(yè)共頁(yè)特斯拉將全資收購(gòu)Maxwell019年2月特斯拉宣布將以2.18Maxwell全部股權(quán)，較公告日前Maxwell2的最新收盤(pán)價(jià)溢價(jià)55%，該交易最快于2019年二季度完成。Maxwell特斯拉是全球領(lǐng)先的新能源汽車制造商，過(guò)去兩年特斯拉汽車幾乎占據(jù)了美國(guó)電動(dòng)汽車銷量2018年特斯拉Model3車型全年銷量接近142018suv2018Q4電動(dòng)汽車在美國(guó)的銷量歷史上首次超過(guò)混合動(dòng)力汽車，消費(fèi)者的購(gòu)買已經(jīng)表明，電動(dòng)汽車正在成為首Maxwell在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的新篇章。圖12：2018年美國(guó)豪華車銷量（單位：千輛）圖2017-2018資料來(lái)源：公告，XXXX研究資料來(lái)源：公告，XXXX研究圖14：新能源汽車產(chǎn)銷量及性能快速提升資料來(lái)源：Maxwell公告，XXXX研究第13頁(yè)共頁(yè)1.4特斯拉收購(gòu)具有風(fēng)向標(biāo)作用超級(jí)電容有望再次迎來(lái)應(yīng)用熱潮我們認(rèn)為，特斯拉作為全球純電動(dòng)汽車龍頭，長(zhǎng)期跟蹤全球最領(lǐng)先儲(chǔ)能技術(shù)，其收購(gòu)全球超級(jí)電容龍頭Maxwell早期曾有過(guò)一輪混動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用熱潮，但由于國(guó)家補(bǔ)貼向純電動(dòng)路線傾斜，超級(jí)電容應(yīng)用發(fā)展放緩。我們認(rèn)為隨著未來(lái)補(bǔ)貼的引導(dǎo)性影響逐漸減小，以及國(guó)內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步與成本降低，超級(jí)電容憑借其的倍率與循環(huán)性能有望再次迎來(lái)應(yīng)用熱潮。表：2018年新能源客車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)純電動(dòng)單車補(bǔ)貼上限顯著高于插電式混合動(dòng)力汽車中央財(cái)政補(bǔ)貼標(biāo)車輛類型中央財(cái)政補(bǔ)貼調(diào)整系數(shù)6<L≤＜L≤準(zhǔn)（元/kWh）L>10m系統(tǒng)能量密度（Wh/kg）5.5非快充類純電動(dòng)客車12200100115－135（含）135以上1281811.1快充倍率4快充類純電動(dòng)客車3C－5C（含）.85C－15C（含）15C以上13011.1插電式混合動(dòng)力（含增程式）客車節(jié)油率水平65%－70%（含）70%以上1.12.2150060%－65%（含）1=Min{車輛帶電量×單位電量補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)；單車補(bǔ)貼上限}能量消耗量系數(shù)、快充倍率系數(shù)、節(jié)油率系數(shù)）資料來(lái)源：工信部，XXXX研究2．超級(jí)電容大功率、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能方案2.1超級(jí)電容器是可實(shí)現(xiàn)快速充放電的儲(chǔ)能器件電容器由兩個(gè)浸在電解液中的電極和阻止電荷在兩極移動(dòng)的隔膜組成，當(dāng)在兩電極間加上電壓時(shí)，電極上就會(huì)存儲(chǔ)電荷，達(dá)到儲(chǔ)能效果。電容器不同于電池，在充放電時(shí)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電能的儲(chǔ)存或釋放是通過(guò)靜電場(chǎng)建立的物理過(guò)程來(lái)完成的，電極和電解液幾乎不會(huì)老化，因此使用壽命長(zhǎng)，并且可以實(shí)現(xiàn)快速充電和快速大電流放電。又具有電池的儲(chǔ)能特性。目前市面上的超級(jí)電容器產(chǎn)品主要是以高比表面積活性炭材料作為正極材料，通過(guò)注入電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能，電解質(zhì)在電極的作用下，電極表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使這些離子附于電極表面上形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。第14頁(yè)共頁(yè)雙電層電容由于兩電荷層的距離非常小(0.5mm以下)電極表面積成萬(wàn)倍的增加，從而產(chǎn)生極大的電容量，單體的容量可從1法拉至幾千法拉不圖15：超級(jí)電容器工作原理圖16：雙電層電容結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：，XXXX研究資料來(lái)源：傳感器技術(shù)，XXXX研究?jī)?yōu)點(diǎn)：與鋰電池相比，超級(jí)電容器功率大、壽命長(zhǎng)、循環(huán)效率高。由于超級(jí)電容器充放電過(guò)程始終是物理過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，與電池相比性能穩(wěn)定，充放電循環(huán)壽命在十萬(wàn)次以上，而傳統(tǒng)電池一般只能充放數(shù)百至數(shù)千次；由于電流較大，功率密度較高（>10kW/kg），超級(jí)電容器可以在幾秒到數(shù)分鐘內(nèi)快速充電，也可瞬間提供高電流，且90%-40+70電極活性物質(zhì)表面進(jìn)行，所以容量隨溫度衰減非常小，而電池在低溫下容量衰減幅度卻可70%。缺點(diǎn)：受限于電極材料等因素，超級(jí)電容器能量密度低、整體成本高。當(dāng)前超級(jí)電容器能量密度一般為1-10Wh/kg，不到鋰電池的1/10?，F(xiàn)在用于超級(jí)電容器的正極材料主要是高比表面積活性炭材料，但它的成本占到產(chǎn)品總成本的近40-50%，是導(dǎo)致超級(jí)電容器的生產(chǎn)成本較高的主要原因，在一定程度上限制了超級(jí)電容器的推廣應(yīng)用，而鋰離子電池正極材料已較為成熟，因此成本較低。圖17：超級(jí)電容與電池能量密度與功率密度對(duì)比圖18：超級(jí)電容與電池技術(shù)性能對(duì)比第15頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：Nanalyze，XXXX研究資料來(lái)源：，XXXX研究表5：儲(chǔ)能技術(shù)性能參數(shù)對(duì)比鉛蓄電池鉛酸電池鉛炭電池鋰離子電池超級(jí)電容技術(shù)參數(shù)磷酸鐵鋰120-150500-150090-95%8-12鈦酸鋰80-1101000-2000>95%三元180-2401000-200090-95%8-12超級(jí)電容5-10能量密度（Wh/kg）功率密度（W/kg)能量轉(zhuǎn)換效率服役年限25-50<15025-50150-50070-85%5-101000-500090%70-85%5>1515循環(huán)次數(shù)500-1500<1s3700-4200<1s3000-5000<1s10000-15000<1s4000-5000級(jí)百萬(wàn)次<1s啟動(dòng)時(shí)間響應(yīng)速度<10ms1%/月500-1000500-10000.5-1.0-40-60優(yōu)<10ms1%/月<10ms1.5%/月1600-25003200-58000.7-1.0-20-55中<10ms2%/月級(jí)級(jí)自放電率2%/月<10%/月9500-13500400-500_______-40-70優(yōu)能量成本（￥/kWh）功率成本（￥/kW）度電成本（￥/kWh）使用溫度9600-120001200-15000.5-0.7-40-60優(yōu)5000-60009000-100000.7-1.0-20-55中2000-25004000-50000.7-1.0-20-55中安全性環(huán)保中中中中中良資料來(lái)源：儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)，XXXX研究2.2電極制備能力是超級(jí)電容器制造商的核心競(jìng)爭(zhēng)力超級(jí)電容原材料主要包括正極、負(fù)極、電解液，其中電極制備技術(shù)將是超級(jí)電容的核心能力，是產(chǎn)業(yè)鏈中難度最高的環(huán)節(jié)，目前來(lái)看電極成本占到整體電容器材料成本的40-50%。正極：電極材料是影響超級(jí)電容器性能的核心因素，決定其功率和能量密度。根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理不同電容器可分為雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容。其中雙電層電容主要是以碳材料作為電極材料，而法拉第準(zhǔn)電容則主要以金屬氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料作為電極材料。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。目前最常見(jiàn)的電極材料為多孔碳材料，這些碳材料包括活性炭、碳納米管、模板碳和石墨烯等。其中，活性炭因具有原料廣泛、價(jià)格低廉、比表面積大、孔隙豐富等特點(diǎn)，是目前唯一得到商業(yè)化應(yīng)用的電極材料。第16頁(yè)共頁(yè)生可逆化學(xué)吸附的法拉第電容（又稱贗電容）。以RuO2為例，對(duì)于表面，贗電容反應(yīng)通表面快速吸附RuO2的快速嵌入/脫出發(fā)生。由于贗電容反應(yīng)不局限在電極活性材料表面，因此其電容量遠(yuǎn)大于10-100拉第電容器好。目前導(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。材料復(fù)合開(kāi)發(fā)碳基復(fù)合材料；3）將鋰離子電池正極材料與活性炭材料的混合物作為正極，形成鋰離子超級(jí)電容器。應(yīng)用石墨烯改善電極碳結(jié)構(gòu)。石墨烯被認(rèn)為是高電壓、高容量、高功率超級(jí)電容器電極材料的選擇之一。2011年，Ruoff教授利用KOH化學(xué)活化對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾重構(gòu)，形成具有連續(xù)三維孔結(jié)構(gòu)的活性石墨烯。它富含大量的微孔和中孔，比表面積達(dá)到31002630/g200F/g（工3.5V0.7A/g20Wh/kg超級(jí)電容器能量密度的4倍。2015年中國(guó)中車株機(jī)公司自主研制的新一代大功率石墨烯超3/12000法拉超級(jí)電容適合用于有軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可達(dá)62.8/30000法拉超級(jí)電容適合用于無(wú)軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可從目4～6公里提高到8～10公里。目前石墨烯電容器能量密度與鋰離子電池還有一定的差距，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看前者更有發(fā)展空間。圖19：石墨烯超級(jí)電容新結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：NanoLett，XXXX研究通過(guò)與贗電容材料復(fù)合開(kāi)發(fā)碳基復(fù)合材料也是獲得高比容量電極材料的有效途徑。在復(fù)合材料中，碳材料不僅作為活性材料提供雙電層電容，還為贗電容材料提供機(jī)械支撐和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到長(zhǎng)壽命和高倍率的目的。因此復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)在不犧牲超級(jí)電容器高功率特性的前提下，最大限度提高其能量密度，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。第17頁(yè)共頁(yè)表6：不同種類碳材料及碳基復(fù)合材料的超級(jí)電容性能對(duì)比含水電解質(zhì)有機(jī)電解質(zhì)材料比表面積（m2/g）密度（g/cm3）F/gF/cm3F/gF/cm3碳材料commercialactivatedcarbons(ACs)particulatecarbonformSiC/TiCfunctionalizedporouscarbonnanotubes(CNTs)templateporouscarbons(TC)activatedcarbonfibers(ACF)carboncloth1000-35001000-2000300-2200150-5000.4-0.70.5-0.70.5-0.90.6<200<80<100<50170-220<120150-300<180100-120<70100-150<9050-100<60<60<30500-30001000-300025000.5-1120-350<200120-370<15060-14080-200<100<12024-40<400.3-0.80.4100-20040-8060-100100-125<80<80carbonaerogels400-10000.5-0.7碳基復(fù)合材料TC-RuOcomposites60016301993006303002CNT-MnOcomposites2341.52AC-polyanilinecomposite1000資料來(lái)源：知網(wǎng)，XXXX研究鋰離子超級(jí)電容器結(jié)合鋰電池與超級(jí)電容優(yōu)勢(shì)。將鋰離子電池正極材料與活性炭材料的混合物作為正極，石墨材料作為負(fù)極，鋰鹽作為電解質(zhì)，形成的是一種新型的準(zhǔn)電化學(xué)電容器，即一個(gè)電極為雙電層電極，而另一個(gè)電極是發(fā)生氧化還原的電極，構(gòu)成了不對(duì)稱Li+Li+本體電解液的貧乏，從而降低了超級(jí)電容器的內(nèi)阻。這種實(shí)現(xiàn)方式不僅僅是簡(jiǎn)單疊加，而江海股份公司在收購(gòu)日本ACT容器的技術(shù)性能達(dá)已到國(guó)際先進(jìn)水平。負(fù)極：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)：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。目前，超級(jí)電容器的電解液主要有水系（即無(wú)機(jī)電解質(zhì)）和非水系（即有機(jī)電解質(zhì)）兩種。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7：有機(jī)電解液vs水系電解液指標(biāo)有機(jī)系超級(jí)電容器水系超級(jí)電容器材料多孔碳材料金屬氧化物第18頁(yè)共頁(yè)化學(xué)反應(yīng)不接近3V較高是與金屬氧化物有關(guān)，<2V較低電壓功率電流較大較小儲(chǔ)能原理靜電感應(yīng)電流工作溫度-40℃-70℃100萬(wàn)次-10℃以下性能大大降低20萬(wàn)次壽命資料來(lái)源：知網(wǎng)，XXXX研究3．超級(jí)電容器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛市場(chǎng)空間廣闊3.1廣泛應(yīng)用于交通、電力、電子設(shè)備、軍事及工業(yè)領(lǐng)域在交通領(lǐng)域方面，超級(jí)電容器廣泛應(yīng)用于汽車、卡車、軌道交通、新能源客車及乘用車等交通行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，為其提供制動(dòng)能量回收、啟停系統(tǒng)、動(dòng)力輔助、短時(shí)后備電源和峰值功率輔助等服務(wù)。壽命。如果配備一個(gè)小型的超級(jí)電容用以消除電池自身的功耗，可以減緩電池的衰老，同時(shí)有利于車輛節(jié)省油耗，減少排放。目前超級(jí)電容主要和電池相配合形成智能啟?？刂葡到y(tǒng)。超級(jí)電容器在智能啟?？刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用原理主要是：減速或短停車時(shí)，將制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在電容器里；前進(jìn)或加速時(shí)，電容器則將電能瞬間輸出給智能啟停控制系統(tǒng)中的電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。Maxwell超級(jí)電容器已經(jīng)被標(biāo)致雪鐵龍、蘭博基尼、凱迪拉克等超過(guò)十幾種車型的啟停單元所采用，全球有超過(guò)250萬(wàn)輛汽車在使用其超級(jí)電容器用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟停；另外7000Maxwell超級(jí)電容器發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊的重型和中型卡車在北美的道路上行駛，Peterbilt公司推出的579567Kenworth公司推出的T680和T880MaxwellNavigantResearch202254.3%部分啟停系統(tǒng)采用超級(jí)電容器，也會(huì)為超級(jí)電容器行業(yè)帶來(lái)巨大的潛在機(jī)遇。圖20：超級(jí)電容器提升汽車啟停系統(tǒng)圖21：基于超級(jí)電容器的混合系統(tǒng)工作原理第19頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究量?jī)?chǔ)存器，它吸收了車輛制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量，直到后面有車輛處于加速狀態(tài)時(shí)才將能量釋放到供電系統(tǒng)中；一種是作為穩(wěn)壓器，它總是保持在高容量的狀態(tài)，當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓低于規(guī)定值時(shí)才開(kāi)始放電。傳統(tǒng)鋰離子電池的電動(dòng)汽車充電動(dòng)輒數(shù)個(gè)小時(shí)，而采用超級(jí)30秒內(nèi)快速完成充電，一次充電后能連續(xù)行駛2公里，到達(dá)下一站臺(tái)再行充電，周而復(fù)始，為車輛運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大201230路制動(dòng)能量回收項(xiàng)目中，鋰電池和超級(jí)電容器組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅回收制動(dòng)時(shí)的能量用于列車加速，而且還可將多余的儲(chǔ)存能量供給所在區(qū)域的電力運(yùn)營(yíng)商，用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率。這不僅提高了供電質(zhì)量，為鐵路運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造額外的收入。另外，中國(guó)中車株機(jī)公司研95007500196路無(wú)軌電車上。圖22：CAFMaxwell超級(jí)電容器用于無(wú)架線圖23：Maxwell超級(jí)電容器儲(chǔ)能方案助美國(guó)費(fèi)城地鐵路組件鐵節(jié)能供電第20頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究）新能源汽車：混合動(dòng)力客車、超級(jí)電容公交車、新能源乘用車混合動(dòng)力客車推進(jìn)系統(tǒng)一般由并行混合動(dòng)力系統(tǒng)或串行混合動(dòng)力系統(tǒng)組成。在并行混而當(dāng)車輛在較高速行駛時(shí)則由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。在加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)均為變速器提供動(dòng)力。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)吸收車輛在制動(dòng)時(shí)損失的能量，用于為電氣系統(tǒng)充電。這種情況下電氣系統(tǒng)由一整套超級(jí)電容器模塊組成，負(fù)責(zé)在加速階段放電，在制動(dòng)階段充電。與此類似，在串行混合動(dòng)力客車中也采用由一整套超級(jí)電容器模塊組成的電氣系統(tǒng)。但在這種配置下，客車只使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而內(nèi)燃機(jī)則用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。電氣系統(tǒng)既可由該發(fā)電機(jī)充電，又能用制動(dòng)能量回收系統(tǒng)充電。鄭州宇通、廈門金龍和南車時(shí)代等車企均生產(chǎn)配備超級(jí)電容的混合動(dòng)力客車。表：中國(guó)部分新能源客車企業(yè)采用超級(jí)電容儲(chǔ)能情況序號(hào)1企業(yè)名稱南車時(shí)代廈門金旅金龍客車鄭州宇通蘇州金龍黃?？蛙囍写罂蛙嚿晡挚蛙囶愋虷EVHEVHEVHEVHEVHEVHEVPHEV儲(chǔ)能單元油+超級(jí)電容2油+超級(jí)電容3油+超級(jí)電容4油+超級(jí)電容5油+超級(jí)電容6油+超級(jí)電容7油+超級(jí)電容8超級(jí)電容超級(jí)電容9五洲龍HEV油+鉛酸電池+超級(jí)電容鋰離子電池+超級(jí)電容磷酸鐵鋰電池+超級(jí)電容1101常隆客車安凱客車PHEVPHEV資料來(lái)源：節(jié)能與新能源汽車網(wǎng)，XXXX研究超級(jí)電容公交車是以超級(jí)電容為動(dòng)力電源的新型節(jié)能環(huán)保的城市無(wú)軌、無(wú)線純電動(dòng)快充公交客車。2006年8月，上海11路超級(jí)電容公交車上線投入運(yùn)營(yíng)，是世界上首條實(shí)現(xiàn)快速充電技術(shù)商業(yè)化的公交線路巴士集團(tuán)測(cè)算，一輛12米純電動(dòng)客車大約需要負(fù)重3.4噸鋰電池，整備質(zhì)量約16-1929494-6小時(shí)只能續(xù)航120超級(jí)電容客車大約需要負(fù)重0.9噸超級(jí)電容，整備質(zhì)量約12-18,12M，座位33能達(dá)到限客806-820城市電動(dòng)公交客車已陸續(xù)出口到以色列、保加利亞等歐洲國(guó)家。2018日內(nèi)瓦車展上，蘭博基尼與美國(guó)麻省理工學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的TerzoMillennio首次亮相，這款概念車將車身的碳纖維結(jié)構(gòu)作為一個(gè)超級(jí)電容，將納米電容擴(kuò)散到CFK材質(zhì)的板材上，以便在蓄積電能的同時(shí)也能組成車輛的車身和結(jié)構(gòu)，直接將車身變成電池組。該款概念車將于20192020第21頁(yè)共頁(yè)電容作為電機(jī)的能量源泉。2018年7月Maxwel與吉利建立技術(shù)合作伙伴關(guān)系，基于Maxwell超級(jí)電容器技術(shù)的峰值功率子系統(tǒng)將被引入五款微混及插電式混合動(dòng)力車型。應(yīng)用這一新技術(shù)的車型將于2019年底前投入量產(chǎn)，首先投放的市場(chǎng)為北美和歐洲。圖24：上海11路超級(jí)電容公交車圖25：蘭博基尼Millennio概念車資料來(lái)源：上海市人民政府網(wǎng)，XXXX研究資料來(lái)源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，XXXX研究FTU頻率和功率穩(wěn)定化服務(wù)，以及在風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域用于為變槳系統(tǒng)提供動(dòng)力、平抑短期功率波動(dòng)等服務(wù)。DC/DC電源模塊為FTU時(shí)，超級(jí)電容作為FTU的后備電源，同時(shí)也為開(kāi)關(guān)設(shè)備的電動(dòng)分閘機(jī)構(gòu)提供分閘電源。支撐。超級(jí)電容可以在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存電源的多余電能，而在負(fù)荷高峰時(shí)回饋給微電網(wǎng)以調(diào)整功率需求。針對(duì)系統(tǒng)故障引發(fā)的瞬時(shí)停電，電壓驟升驟降等問(wèn)題，利用超級(jí)電容提供快速功率緩沖，穩(wěn)定、平滑電網(wǎng)電壓波動(dòng)。風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電構(gòu)建的微電網(wǎng)非常需要超級(jí)Maxwell超級(jí)電容器也應(yīng)用于公用電網(wǎng)，以提供電壓、頻率和功率穩(wěn)定化。風(fēng)力發(fā)電變槳用超級(jí)電容器的基本工作原理為，平時(shí)由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能輸入充電機(jī)，充電機(jī)為超級(jí)電容器充電。當(dāng)需要為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳時(shí)，超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，驅(qū)動(dòng)變槳系統(tǒng)工作。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的投資加大蓄電池方案的不足體現(xiàn)在充放電特性不好，充電時(shí)間長(zhǎng)，充電、放電電流不能太大；維護(hù)成本大，低溫特性不好，循環(huán)壽命短，可靠性不強(qiáng)。超級(jí)電容器方案具有高效率、大電流放電、寬電壓范圍、寬溫度范圍、長(zhǎng)循環(huán)壽命、免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此極為適合在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組這樣的工況環(huán)境中工作。根據(jù)中國(guó)電源行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2018年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》，截至2017年底，全球投運(yùn)的超級(jí)電容器項(xiàng)目規(guī)模約31.9MW，主要分布在美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)。應(yīng)用場(chǎng)景統(tǒng)計(jì)分析，超級(jí)電容器儲(chǔ)能電站主要參與電網(wǎng)調(diào)頻輔助服務(wù)和輸電支持，兩者占超級(jí)電容器第22頁(yè)共頁(yè)儲(chǔ)能規(guī)模的100%和75%。中國(guó)超級(jí)電容器儲(chǔ)能規(guī)模項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模約4.9MW，整體規(guī)模圖26：包含超級(jí)電容器的微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架圖27：頻率穩(wěn)定時(shí)間尺度和超級(jí)電容器響應(yīng)資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究資料來(lái)源：Maxwell官網(wǎng)，XXXX研究電子設(shè)備領(lǐng)域是超級(jí)電容最初的應(yīng)用，包括便攜設(shè)備或小功率電器、智能表、冰箱等領(lǐng)域。目前電子設(shè)備領(lǐng)域主要采用小尺寸的超級(jí)電容器，應(yīng)用比較成熟。1）電子設(shè)備后備電源、替代電源：一方面，超級(jí)電容器可作為電子設(shè)備的后備電源，以防止短時(shí)供電中斷導(dǎo)致的存儲(chǔ)器信息丟失，而且超級(jí)電容器的長(zhǎng)壽命特性使其作為后備電源時(shí)無(wú)需頻繁更換，相比于電池具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前超級(jí)電容器廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)柜、直流屏、報(bào)警器、應(yīng)急燈、稅控機(jī)、稅控加油機(jī)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、電子門鎖、無(wú)繩電話等的時(shí)鐘芯片、靜態(tài)隨機(jī)存貯器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。另一方面，超級(jí)電容器還可充當(dāng)二次電池的替代品，對(duì)于續(xù)航能力要求不高的電子設(shè)備，如手搖發(fā)電手電筒、玩具、電動(dòng)工具等小型充電產(chǎn)品，可以用超級(jí)電容器作為主電源以便進(jìn)行快速充電。的啟動(dòng)電源。傳統(tǒng)的智能水表，在控制水閥普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池的設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、能量大、自放電率低等。但是鋰電池使用到一定時(shí)間后，需要上門為用戶更換電池或水表，增加后續(xù)的維護(hù)成本。另外，電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的，如果不精用超級(jí)電容代替鋰電池可以解決上述問(wèn)題：超級(jí)電容重復(fù)使用壽命長(zhǎng)，延長(zhǎng)了水表的使用時(shí)間；超級(jí)電容的大電流放電特性保障了水閥關(guān)斷的可靠性，在外接干電池電量不足時(shí)，如果電池電量不足，用戶可以隨時(shí)更換。圖28：超級(jí)電容可應(yīng)用于智能水表、電表、氣表第23頁(yè)共頁(yè)資料來(lái)源：NanoLett，XXXX研究在軍事和航天領(lǐng)域，激光武器、航天飛行器等高功率軍事裝備使用高能量電池與超級(jí)電容器組合構(gòu)成“超高功率脈沖電源”，重型卡車、裝甲運(yùn)兵車及坦克使用電池與超極電容器組合的混合動(dòng)力系統(tǒng)。新一代激光武器、潛艇、導(dǎo)彈以及航天飛行器等高功率軍事裝備，在發(fā)射階段除裝備有常規(guī)高比能量電池外，還必須與超級(jí)電容器組合才能構(gòu)成"致密型超高功率脈沖電源"，通過(guò)對(duì)脈沖釋放率、脈沖密度、峰值釋放功率的調(diào)整，使電脈沖推進(jìn)器、電弧噴氣式伺服器等裝置能實(shí)現(xiàn)在脈沖狀態(tài)下達(dá)到任何平均功率水平的功率狀態(tài)。此外，軍事用途的載重卡車、裝甲車輛、電動(dòng)車輛在惡劣條件下，如啟動(dòng)、爬坡、剎車等過(guò)程，也必須使用電池與超極電容器組合的動(dòng)力裝置，即混合動(dòng)力系統(tǒng)。在航天航空領(lǐng)域，超級(jí)電容器在飛機(jī)操作過(guò)程中作為爆發(fā)動(dòng)力應(yīng)用。衛(wèi)星上使用的電源多是由太陽(yáng)能電池與鎘鎳電池組成的混合電源，超級(jí)電容器能改善衛(wèi)星的脈沖通訊能力。在工程機(jī)械領(lǐng)域，大型工程機(jī)械如電梯、港口起重機(jī)等利用超級(jí)電容組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以改善工程機(jī)械的能源消耗。工程機(jī)械具有頻繁啟停、輸出功率波動(dòng)大等特點(diǎn)，所以儲(chǔ)能元件需具備在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)獲取或釋放的能量大(功率密度大)，充放電速度快，可充放電次數(shù)多等特點(diǎn).因此，超級(jí)電容是工程機(jī)械混合動(dòng)力單元儲(chǔ)能原件的最佳選擇。具體的應(yīng)用情景包括電梯、港口機(jī)我國(guó)電梯每年總能耗超過(guò)300億千瓦時(shí)，電梯成為耗能大戶。電梯運(yùn)行時(shí)，曳引機(jī)所產(chǎn)生的能量，大都采用制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)化為熱量的形式被消耗。通常一部電梯所消耗的電，超過(guò)是以熱量的形式浪費(fèi)掉。超級(jí)電容器可以將電梯制停的能量進(jìn)行回收，再輸出用于電梯運(yùn)行，安裝超級(jí)電容器的電梯運(yùn)行2年就可以收回安裝成本。在港口起重機(jī)和建筑能夠高效回收重物（集裝箱）下降產(chǎn)生的再生能量，節(jié)油率30%；補(bǔ)償發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值功率降低50%；實(shí)現(xiàn)集裝箱起重機(jī)在無(wú)作業(yè)時(shí)關(guān)閉柴油發(fā)CPLS第24頁(yè)共頁(yè)3.2市場(chǎng)空間快速擴(kuò)張新能源汽車領(lǐng)域滲透率有望提升受益于交通運(yùn)輸和消費(fèi)電子領(lǐng)域的滲透率提升，全球超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)，根據(jù)ResearchandMarkets2017年全球超級(jí)電容8.28202649.8522.1機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，未來(lái)五年超級(jí)電容器材料的消耗主要來(lái)自交通運(yùn)輸和消費(fèi)電2016計(jì)未來(lái)幾年也將最高的增速增長(zhǎng)。圖29圖30：全球分地區(qū)超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模及增速預(yù)測(cè)6050403020100CAGR22.1%20172026資料來(lái)源：Markets，XXXX研究資料來(lái)源：Markets，XXXX研究2018年全球主要國(guó)家新能源汽車銷量超過(guò)200萬(wàn)輛，中國(guó)實(shí)現(xiàn)銷量125.6萬(wàn)輛，同比大幅增長(zhǎng)61.6%；截至2018年底全球新能源汽車?yán)塾?jì)銷量突破55053%市場(chǎng)。我國(guó)規(guī)劃2020年我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量突破500萬(wàn)輛，未來(lái)幾年有望繼續(xù)保持高增長(zhǎng)。根據(jù)《2018年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》，2017年中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能中超級(jí)電容儲(chǔ)1.3%2020年中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1559.3MW2018-2020合增速達(dá)59.4%。新能源汽車市場(chǎng)有望催生超級(jí)電容器的市場(chǎng)空間，超級(jí)電容儲(chǔ)能滲透率有望進(jìn)一步提升。圖31：中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：MW）圖32：中國(guó)新能源汽車銷量預(yù)測(cè)（單位：萬(wàn)輛）25070%22222201201301401501601768.160%50%40%107.3158.3188.520015000267.138530%120%0%50222018E019E020E69511039.500%1599.31500200020152016201720182020E增速中國(guó)新能源汽車銷量05001000資料來(lái)源：儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)，XXXX研究資料來(lái)源：中汽協(xié)，XXXX研究。間隔超過(guò)1年的為復(fù)合增速第25頁(yè)共頁(yè)5.1新宙邦：全球領(lǐng)先的超級(jí)電容器電解液龍頭新宙邦成立于20022010年1月在深圳證券交易所成功上市。目前，公司已形成鋰電池化學(xué)品、電容器化學(xué)品、有機(jī)氟化學(xué)品、半導(dǎo)體化學(xué)品四大系列產(chǎn)品為主線的模塊化發(fā)展路線。其中電解液是公司第一大核心業(yè)務(wù)，公司已成為全球電解液主要供應(yīng)商之一，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額第二。公司堅(jiān)持高端差異化和全球大客戶戰(zhàn)略，通過(guò)配方服務(wù)和不同添加劑的定制化產(chǎn)品賺取更高的附加值，已SDILG化學(xué)、比亞迪、孚能科技、億緯鋰能等電解液產(chǎn)品重要供2017鋰離子電池電解液業(yè)務(wù)占公司總營(yíng)收的52.87%，電容器化學(xué)品和醫(yī)藥中間體業(yè)務(wù)營(yíng)收分別占公司總營(yíng)收的26.13%15.16%2018年前三季度公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收15.51億元，同比增長(zhǎng)21.71%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)2.08億元，同比增長(zhǎng)2.11%。圖33：新宙邦營(yíng)收及凈利情況（單位：億元）圖34：2017年新宙邦分業(yè)務(wù)營(yíng)收占比其他2.04%20151050110%半導(dǎo)體化學(xué)品3.80%975310%0%0%0%0%醫(yī)藥中間體15.16%-10%-30%鋰離子電池電解液電容器化學(xué)品52.87%營(yíng)收歸母凈利潤(rùn)26.13%營(yíng)收yoy歸母凈利潤(rùn)yoy資料來(lái)源：Wind，XXXX研究資料來(lái)源：Wind，XXXX研究自主研發(fā)電解液技術(shù)，全球超級(jí)電容器電解液市場(chǎng)份額占比超過(guò)50%公司堅(jiān)持自主研發(fā)，目前在超高壓溶質(zhì)、鋰離子電池新型高溫添加劑、動(dòng)力電池電解液、超級(jí)電容器電解液新型電解質(zhì)等方面研發(fā)進(jìn)展顯著。公司自主創(chuàng)新掌握了超級(jí)電容器電解液的關(guān)鍵技術(shù)——季銨鹽合成技術(shù)及電解液配制技術(shù)，已經(jīng)成為下游美國(guó)MaxwellREDI公司，韓國(guó)50%多公司詳情請(qǐng)參考化工組同事1月22300037.SZ液龍頭加快擴(kuò)張步伐，含氟及半導(dǎo)體化學(xué)品注入新動(dòng)力》）。第26頁(yè)共頁(yè)4．海外超容技術(shù)全面領(lǐng)先國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速4.1海外超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)先占據(jù)全球大部分超級(jí)電容器市場(chǎng)年超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，年代末大容量高功率型超級(jí)電容器的全面產(chǎn)業(yè)化。1879年1957年，Becker申請(qǐng)了第一個(gè)由高比表面積活性炭作電極材料的電化學(xué)電容器方面的專利（提出可以將小型電化學(xué)電容1962SOHIO6V的以活性碳作為電極1969年該公司首先實(shí)現(xiàn)了碳材料電化學(xué)電容器的商業(yè)化；1979年NEC公司開(kāi)始生產(chǎn)超級(jí)電容器，開(kāi)始了電化學(xué)電容器的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用；隨著材料與工藝關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，產(chǎn)品質(zhì)量和性能不斷得到穩(wěn)定和提升，到了九十年代末開(kāi)始進(jìn)人大容量高功率型超級(jí)電容器的全面產(chǎn)業(yè)化發(fā)展時(shí)期。國(guó)外企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先，占據(jù)全球大部分超級(jí)電容器市場(chǎng)。在超級(jí)電容器的產(chǎn)業(yè)化上，最1980年NEC-Tokin與1987年松下三菱生產(chǎn)的產(chǎn)品，到20世紀(jì)90年代，Econd和ELIT推出了適合于大功率啟動(dòng)動(dòng)力場(chǎng)合的電化學(xué)電容器。目前，世界上許多國(guó)家積極開(kāi)展超級(jí)電容相關(guān)的研究開(kāi)發(fā)工作，主要的生產(chǎn)企業(yè)有：美國(guó)的MAXWELL公司、Ioxus公司，日本的ELNAPANASONIC公司，韓國(guó)的LSMtron公司、Technology公司和俄羅斯的ECOND公司等。目前國(guó)外企業(yè)處于領(lǐng)先地位，占據(jù)著全球大部分市場(chǎng)。日、美、歐洲等均把超級(jí)電容器項(xiàng)目作為國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，美國(guó)的計(jì)劃、日本的NewSunshine計(jì)劃和歐洲的PNGU計(jì)劃均將超級(jí)電容器列入開(kāi)發(fā)內(nèi)容。表9：國(guó)外主要的超級(jí)電容器制造商制造商所在國(guó)家超級(jí)電容器業(yè)務(wù)發(fā)展情況全球最大的超級(jí)電容器制造商，可提供1-3400法拉的超級(jí)電容器單體，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)Maxwell生產(chǎn)的超級(jí)電容器從成本產(chǎn)品質(zhì)量控制性能表現(xiàn)都具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。Ioxus1250-3150法拉的超級(jí)電容器單體。Maxwell美國(guó)Ioxus美國(guó)1987年松下三菱生產(chǎn)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器商業(yè)化，目前公司可生產(chǎn)疊層型卷繞型電氣雙層電容器，以及導(dǎo)電性聚合物鋁電解電容器(SP-Cap)導(dǎo)電性聚合物鉭固體電解電容器(POSCAP)導(dǎo)電性聚合物鋁固體電解電容器(OS-CON)導(dǎo)電性聚合物混合鋁電解電容器，占比較小。Panasonic日本日本韓國(guó)日本主要的超級(jí)電容器制造商，可提供0.047-3000法拉的超級(jí)電容器單體。超電的研發(fā)投入早在2005年就已經(jīng)開(kāi)始，200725-3400法拉的超級(jí)電容器單體。公司掌握從電極片到電芯單體再到模組方案每一個(gè)環(huán)節(jié)所Mtron須的核心技術(shù)，2011年成為世界范圍內(nèi)首個(gè)研發(fā)3.0V雙電層電容，2014年圓柱形單體全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，2016年推出3.0V3600F超級(jí)電容器，能量密度達(dá)到8.73KW/kg（但目前尚未列示在其產(chǎn)品目錄中）第27頁(yè)共頁(yè)公司從2010年開(kāi)始最早批量量產(chǎn)3V2.7V能量密度提高23%PC是在1-1000F圓柱形電容器領(lǐng)域，擁有全世界最大的生產(chǎn)能力。VinaTechnology韓國(guó)專門從事濕法電極制造工藝的中小型超級(jí)電容器，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)電汽車和工業(yè)領(lǐng)域，并銷售至韓國(guó)中國(guó)歐洲及美國(guó)等地。NesscapYunasko韓國(guó)英國(guó)13-3000法拉的超級(jí)電容器單體。歐洲領(lǐng)先的超級(jí)電容器制造商，2012年推出SkelCap超級(jí)電容器系列產(chǎn)品，并在賽車，汽車和航空航天領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。SkelCap工業(yè)電池的電壓范圍為2.85V，500-3200法拉電池。公司的圓柱形超級(jí)電容器的直徑為40mm和60mm，特定功率性能高達(dá)SkeletonTechnologies德國(guó)110kW/kg，比能量高達(dá)6.8W/kg，低至0.11mOhm，是市場(chǎng)上性能最高的圓柱形電池超級(jí)電容器。對(duì)超級(jí)電容器已有20年以上的研究歷史，其產(chǎn)品以大功率超級(jí)電容器產(chǎn)品為主，適用于ECOND俄羅斯作動(dòng)力電容。資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，XXXX研究4.2國(guó)內(nèi)電極材料量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)突破電解液國(guó)產(chǎn)化配套成熟受限于技術(shù)與規(guī)模的雙重瓶頸，超級(jí)電容活性炭長(zhǎng)期被日本、韓國(guó)等公司所壟斷。從材料供應(yīng)環(huán)節(jié)來(lái)看，高品質(zhì)有機(jī)體系超級(jí)電容活性炭，是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛、銷售量最大的雙電層超級(jí)電容器中惟一提供能量的活性材料，是超級(jí)電容器中最核心的材料。需要滿足比表面積大、孔徑分布合理、純度高、堆積密度高等多種苛刻要求，才能發(fā)