超级电容器

2016年国内外超级电容行发展现状及未来趋势分析

2016年国内外超级电容行发展现状及未来趋势分析一、超级电容的定义超级电容又名电化学电容器，双电层电容器是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。二、超级电容有哪些特点（1）充电速度快，充电几秒-几分钟就可充满；（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1-50万次，远高于充电电池的充放电使用寿命；（3）功率密度高，可以快速存储释放电荷，可达300W/KG-5000W/KG，相当于电池电量的5-10倍；（4）大电流放电能力强，能量转换效率高，循环过程能量损失小，循环效率≥90%；（5）贮存寿命长，因为充电过程没有化学反应，电极材料相对稳定；（6）低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃，随着温度的降低，锂电池放电性能显著下降；（7）可靠性高。缺点：成本高，功率密度较高，能量密度低。法拉（farad），简称“法”，符号是F 1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V 1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·S。 1法拉=1安培·秒/伏特一个12伏14安时的电瓶放电量=14×3600×1/12=4200法拉（F），图中一个30000F的超级电容的电量相当于7个12伏14安时的电瓶放电量，够大吧。三、超级电容的种类按储存电能的机理，超级电容器可分为以下2种：包括双电层电容器和赝电容器。四、超级电容的用途超级电容可以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、军工等领域具有非常广阔的发展前景，特别是在部分应用领域具有非常大的性能优势。 1、电子设备最早应用：例如我们电脑的内存系统、照相机的闪光灯，音响设备后备存储电源。 2、汽车工业中：插电式混合动力汽车中超级电容主要和电池相配合形成智能启停控制系统。（1）超级电容可以迅速高效地吸收电动汽车制动产生的再生动能；（2）加速和爬坡时超级电容为智能启停控制系统电机提供电能，延长了电池的使用寿命。 3、大尺寸超级电容器可用在火车和地铁的刹车制动系统上，可以节省30%的能量。 4、超级电容轻轨列车超级电容轻轨列车是一种新型电力机车。2012年8月10日，世界第一列超级电容轻轨列车在湖南省株洲市下线。这种新型电力机车最多能运载320人，不再需要沿途架设高压线，停站30秒钟就能快速充满电。列车充电后能高速驶向相距2公里左右的另一个站点，再上下客并充电，如此周而复始。 5、全球首创超级电容储能式现代电车

超级电容器展现状及前景分析

超级电容器发展现状及前景分析一、超级电容器的概念超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源，它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。超级电容器基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。超级电容器实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F（法），工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。超级电容器的性能特点： ①．具有法拉级的超大电容量； ②．比脉冲功率比蓄电池高近十倍； ③．充放电循环寿命在十万次以上； ④．能在-40℃-70℃的环境温度中正常使用； ⑤．有超强的荷电保持能力，漏电源非常小； ⑥．充电迅速，使用便捷； ⑦．无污染，真正免维护。二、超级电容器行业市场分析超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为小于5F、5F~200F、大于200F，它们由于其特点的不同，运用领域也有所差异。钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中；而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件；另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。这三种超级电容器在全球和国内的生产规模情况分别见表1和表2 所示。

国内主要生产超级电容器的厂家

第一节上海奥威科技开发有限公司一、企业概况上海奥威科技开发有限公司的主要产品是纽扣型和卷绕型超级电容器。发展策略：1、扩大自动化生产量并新建一个新生产基地用于大型生产。2、与高校合作开发原材料，发展优势产品性能稳定性好特别针对智能和多功能电能仪表。其产品用于各种车辆、内燃机的启动，以及轻型车、电动公交车的牵引和其它领域，是国内公交车用超级电容器领域的佼佼者，所生产的超级电容器公交车已经用于世博会。二、产品系列 1．无机超级电容UCE系列：UCE15V50000 UCE15V80000A UCA系列：无机超级电容单体2．有机超级电容UCR系列：UCR27V320有机卷绕型UCR27V3500有机卷绕型第二节北京合众汇能科技一、企业概况北京合众汇能科技有限公司是一家从事先进能源技术和产品的研发、生产与销售的高科技企业，主要开发与生产HCC系列有机高电压型双电层超级电容器。产品广泛应用于电动/混合动力汽车、大功率短时功能电源、太阳能储能、风力发电机变浆系统/ 储能缓冲系统、智能电表、电动自行车、电动玩具等领域。二、产品系列HCAP-M 15R 117 HCAP-M 15R 607 HCAP-M 30R 307 HCAP-M 30R 257 HCAP-M 30R 226 HCAP-M 30R 106 HCAP-M 30R 206 HCAP-M 30R 266 HCAP-M 60R 126 HCAP-M 125R 805 HCAP-M 250R 405 HCAP-M 600R 146 第三节北京集星联合电子科技一、企业概况北京集星联合电子科技有限公司的主要产品——集星系列超级电容器。提供电压从2.7~400V，容量从20.1~10000F的各种类型超级电容器，还可根据用户需求定做其它各型超级电容器及其大功率系统。发展策略是1、增加纽扣型产品，大型产品也是重点。2、提供产品的耐压性。发展优势：基板、电解液材料等主要原材料均自主研发和生产，成本低且可控。二、产品系列超级电容法拉电容超级电容器大容量电容器大功率电容器第四节哈尔滨巨容新能源一、企业概况哈尔滨巨容新能源有限公司自主研究、开发、生产的国家专利产品―超级电容器及配套系列产品。该产品具有充电速度快、使用寿命长、比功率高、耐低温、节能环保等特点。产品广泛应用于港口起重设备电动车的牵引电源，汽车的启动电源，电动工具，安全气囊，电磁开关电源，功率补偿系统， UPS电源，电力峰谷平衡，风力发电机的能量储存装置。二、产品系列VCT超级电容系列 VCS超级电容系列 VCH超级电容系列ECT超级电容系列配套产品系列第五节锦州凯美能源一、企业概况国内专业生产超级电容器的高新技术企业。生产卷绕型2.5V/2.7V系列、组合型5.0V/5.5V 系列、叠片型5.5V系列，以及大容量10V,20V,50V,100V,200V,300V,400V系列法拉电容模组、模块系列产品等。一百多个规格型号超级电容器的能力。发展策略：重点发展卷绕型。发展优势：产能充足。

超级电容器的主要应用领域

超级电容器的主要应用领域超级电容器发展展望：超级电容器也叫做电化学电容器，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，比容量为传统电容器的20~200倍，比功率一般大于1000W/kg，循环寿命大于100000次，可储蓄的能量比传统电容要高得多，并且充电快速。由于它们的使用寿命非常长，可被应用于终端产品的整个生命周期。而且超级电容器对环境无污染，可以说，超级电容器是一种高效、实用、环保的能量储蓄装置。当高能量电池和燃料电池与超级电容器技术相结合时，可实现高比功率、高比能量特性和长的工作寿命。近年来，由于超级电容器在新能源领域所表现出的朝阳产业趋势，许多发达国家都已经把超级电容器项目作为国家重点研究和开发项目，超级电容器的国内外市场正呈现出前所未有的蓬勃景象。依照美国国家能源局的数据预测，超级电容器在全球市场的容量预计将从2007年的4亿美元发展到2013年的120亿美元（见下图1），其中，在电动汽车/新能源汽车领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元,在消费电子领域的市场规模有望在2013年达到30亿美元,在工业(风力发电、轨道交通、重型机械等)领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元。

根据中商情报预测，截至2014年，我国超容产业的增长率都在30%以上。超级电容器的主要应用领域： 1.超级电容器在太阳能能源系统中的应用太阳能源的利用最终归结为太阳能利用和太阳光利用两个方面。太阳能发电分为光伏发电和光热发电，其中光伏发电就是利用光伏电池将太阳能直接转化为电能。光伏发电不论在转化效率、设备成本和发展前景尚都远远强于光热发电。自从实用型多晶硅的光伏电池问世以来，世界上就便开始了太阳能光伏发电的应

超级电容器的应用与发展

2008年1月第9卷第1期电力设备 E l e c tri c a lEqu i p men t J an12008 Vo.l9No.1超级电容器的应用与发展胡毅,陈轩恕,杜砚,尹婷 (国网武汉高压研究院,湖北省武汉市430074) 摘要:超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。文章介绍了超级电容器的原理、主要性能指标、特点及国内外发展和应用状况;归纳了超级电容器在电力系统中的若干具体应用,指出了使用中应注意的问题及其解决方法,以及今后的研究方向。关键词:电力系统;蓄电池;超级电容器;储能中图分类号:T M53 1概述超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,其容量可达几百至上千法拉。与传统电容器相比,它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命;而与蓄电池相比,它又具有较高的比功率,且对环境无污染。因此可以说,超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。几种能量存储装置的性能比较如表1所示。表1能量存储装置性能比较元器件比能量/Wh#kg-1比功率/W#kg-1充放电次数/次普通电容器<0.2104~106>106 超级电容器0.2~20.0102~104>105 充电电池20~200<500<104 超级电容器的发展始于20世纪60年代,起先被认为是一种低功率、低能量、长使用寿命的器件。但到了20世纪90年代,由于混合电动汽车的兴起,超级电容器才受到广泛的关注并开始迅速发展起来。现今,大功率的超级电容器被视作一种大功率物理二次电源,各发达国家都把对超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目。目前,超级电容器在电力系统中的应用越来越受到关注,如基于双电层电容储能的静止同步补偿器和动态电压补偿器等,国内外对他的研究和应用正在如火如荼地进行。此外,超级电容器还活跃在电动汽车、消费类电子电源、军事、工业等高峰值功率场合。超级电容器主要应用领域如表2[1]所列。 2超级电容器的工作原理及发展状况 2.1工作原理和性能指标一般认为超级电容器包括双电层电容器和电化学电容器两大类[2]。表2超级电容器主要应用领域应用领域典型应用性能要求RC时间常数电力系统静止同步补偿器、动态电压补偿器、分布式发电系统高功率、高电压、可靠 m s~s 记忆贮备消费电器、计算机、通信低功率、低电压s~m i n~h 电动车、负载调节高功率、高电压<2m i n 空间能量束高功率、高电压、可靠 <5s 军事电子枪、S D I、电子辅助装置、消声装置可靠m s~s 工业工厂自动化、遥控 <1s 汽车辅助装置催化预热器、用回热器刹车、冷起动中功率、高电压s 2.1.1双电层电容器早在1897年,德国人H e l m holtz就提出了基于超级电容器的双电层理论。当金属插入电解液中时,金属表面上的净电荷将从溶液中吸引部分不规则分布的带异种电荷的离子,使它们在电极2溶液界面的溶液一侧离电极一定距离处排成一排,形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。该界面由两个电荷层组成,一层在电极上,一层在溶液中,因此称作双电层。由于界面上存在一个位垒,因而两层电荷都不能越过边界而中和,按照电容器原理而形成一平板电容器[3-4]。由于其距离非常小,一般在0.5nm以下[5],加之采用特殊电极材料后使其表面积成万倍地增加,从而产生了极大的电容量。 2.1.2电化学电容器电化学电容器按电极材料的不同可分为金属氧化物电化学电容器和导电性高分子聚合物电化学电

超级电容器发展现状及发展前景分析

超级电容器发展现状及发展前景分析超级电容器研究国世界分布图超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的名词。实际上，超级电容器已在该领域历经了几十年的坎坷，虽然它的应用形式同电池不同，但在实际应用上却总被电池取代，此外还面临成本高、技术难度大的劣势。然而，超级电容器在技术上一旦取得突破，将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。因此，尽管研发过程困难重重，但攻克它的意义却很重大。超级电容器的尴尬现状超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。目前，微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。

超级电容器“全家福” 使用寿命久、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度，这是超级电容器的四大显著特点，这也使它成为当今世界最值得研究的课题之一。目前，超级电容器的主要研究国为中、日、韩、法、德、加、美。从制造规模和技术水平来看，亚洲暂时领先。然而，超级电容器的研发工作一直笼罩在电池(主要为镍氢电池、锂电池)的阴影之下。镍氢电池和锂电池的开发因为可以获得来自政府和大投资商的巨额资金支持，技术交流获得极大推动，也更容易聚焦全世界的目光。相比之下，超级电容器却很难得到雄厚的资金支持，技术的进步和发展也就受到很大程度地制约。另外，超级电容器成本高、能量密度低的现状也与锂电池形成鲜明对比，这使它在很多领域备受冷落。先驱EEStor公司勇于挑战却惨遭败北尽管超级电容器已发展多年，但实际生产厂家的数量却少得可怜。一部分厂商面对超级电容器技术上发育不完全的现状，不敢轻易投资，采取观望策略，期待市场能出现一个涉足此领域并获得成功的例子。另外一部分厂商则坚信，只要超级电容器的生产成本实现大幅下降，仅以当前它的快速充放电特性，就可实现快速普及。美国超级电容器生产商EEStor就属于后者。上世纪90年代，美国超级电容器生产商EEStor为改变超级电容器的市场现状，曾用好几年的时间将大量财力物力投向如何提高超级电容能量密度的研发上，期望能通过自身技术让超级电容器在生产和应用方面上升到一个新的台阶。当时，EEStor争取到了巨额的研发资金，还与电动汽车电机提供商ZENN公司达成了战略合作。然而，多名参与此项研究的科学家最后得出了令人遗憾的结论：我们很想打破超级电容器的市场僵局，但现有技术无法实现这一目标。世界超级电容器先驱之一——EEStor，在领域内建立的里程碑式研发项目最终以失败告终。

超级电容器产业前景分析

超级电容器产业前景分析 https://www.360docs.net/doc/a811506247.html, 国际电气电子工程师学会高级会员于凌宇超级电容器作为一种新型储能装置，具有显著的特点和优势，可以在某些领域取代传统蓄电池，在节能环保日益成为主题的今天，它的应用越来越引起世界各国的重视。超级电容器产业化受到各国重视 ●美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累，目前处于领先地位 ●国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家，能够批量生产并达到实用化水平的厂家只有10多家在超级电容器的产业化方面，美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累，目前处于领先地位。如美国的Maxwel，日本的Nec、松下、Tokin和俄罗斯的Econd公司等，这些公司目前占据着全球大部分市场。国外主要的生产企业有：美国的Maxwell公司，俄罗斯的Econd 公司、Elit公司，日本的Elna公司、Panasonic公司、Nec-Tokin公司，韩国的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。美国、日本、韩国等国家一直致力于开发高比功率和高比能量的超级电容器。在超级电容器的研究中，许多工作都是开发在各种电解液中有较高比能量的电极材料。目前应用于超级电容器的材料主要有碳基材料、金属氧化物及水合物材料和导电聚合物材料三种。国外研究超级电容器起步较早，技术相对比较成熟。它们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。俄罗斯的Esma公司是生产无机混合型超级电容器的代表，然而，Esma公司目前还没有形成规模生产能力。此外，俄罗斯的Elit公司、法国的Saft公司、美国的Cooper 公司、日本的Nec公司和松下公司也投入巨大资金对大容量超级电容器进行规模化生产的研究。 2007年，全球纽扣型超级电容器产业规模为10.2亿美元，卷绕型和大型超级电容器产业规模为34.8亿美元，超级电容器产业总规模为45亿美元，同比增长45%；预计2008年全球纽扣型超级电容器产业规模为15.3亿美元，卷绕型和大型超级电容器产业规模为52.2亿美元，超级电容器产业总规模为67.5亿美元，同比增长50%。近年来，由于看好这一领域广阔的应用前景，中国一些公司也开始积极涉足这一产业，并已经具备了一定的技术实力和产业化能力。

超级电容器的现状及发展趋势综述(精选.)

文献综述超级电容器的现状及发展趋势目录 1 前言 2 超级电容器发展现状 3 超级电容的特点 4 超级电容器电压均衡技术解决方案 5 超级电容器的发展趋势与展望 6 小结

1.前言随着化石能源资源的日益匮乏和人们强烈的环保意识，有力地促进了太阳能和风能等可再生能源的发展。但太阳能、风能具有波动性和间歇性，需要有效的储能装置保证其能够稳定的在电网中并网工作。同时，电动汽车产业的快速发展也迫切需要发展低沉本、环境友好、能量密度高的储能装置。超级电容器也叫做双电层电容器是一种具有高能量密度的新型储能元器件，它可提供大功率并具有超长寿命，是一种兼备电容和电池特性的新型元件，在混合动力电动车、脉冲电源系统和应急电源等领域具有广泛的应用前景。而对于大功率系统来说，由于超级电容单体的电压值和能量都比较低，不能满足应用系统功率、放电时间及电压要求。为满足实际应用工况的电压需求，需将多个单体串并联以提高储能模块的工作电压，单体电容器参数的分散性是制约超级电容器模块寿命和可靠性的主要因素。然而市面上同一型号规格的超级电容器在电压、内阻、容量等参数上存在着不一致，并且在超级电容器使用过程中，工作环境不同以及电压不均匀的积累又加剧了超级电容器的参数不一致性。这种离散性极易造成超级电容的过充或过放，从而影响系统的使用寿命和可靠性。因此，研究和实现超级电容器的电压均衡对于提高超级电容器的整体性能是十分必要和关键的技术。基于此本文将主要对超级电容器的发展现状、优缺点、电压均衡方法及未来的发展趋势进行阐述。 2.发展现状超级电容器利用双电层原理直接存储电能，其容量可达数万法拉，是介于蓄电池和传统电容器之间的一种新型储能装置。超级电容器储存的能量E=25.0V C ??，与容量C 和工作电压V 的平方成正比，具有较大的比电容、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保的特点。同时，与化学电源相比较，超级电容具有跟高的比功率，能够在短时间内释放化学电源所难达到的大电流，这一性质很好带地满足了某些电设备对瞬时大电流的需求，具有很大的发展潜能。目前，日本、美国、瑞士、俄罗斯等国家都在加紧超级电容器的开发，并研究超级电容器在电动车驱动和制动系统中的应用，而我国超级电容的研发较晚。国内，电子部所率先研制出用于电子电路的容量为法拉级的产品,近年来,清华大学、上海交通大学、北京科技大学、哈尔滨工程大学、中科院电工研究所、解放军防化研究院、成都电子科技大学等,都开展了超级电容的基础研究和器件研制。其中,成都电子科技大学研制的基于碳纳米管一聚苯胺纳米复合物超级电容,能量密度达到了6.97Wh/kg,并具有良好的功率特性。在产业化方面，大庆华隆电子有限公司是首家实现超级电容器产业化的公司，其产品包括3.5V 、5.5V 、11V 等系列。北京金正平、石家庄高达、北京集星、江苏双登、锦州锦容和上海奥威等公司都开展了超级电容器的批量生产，并已在内燃机的电子启动系统、高压开关设备、电子脉冲设备、电动汽车等领域得到了应用。我国在超级电容器基础技术上的研究，以及产业化的形成，为开展超级电容器储能系统的研究和应用，奠定了良好的技术基础和物质条件。目前通过自主研发，我国成功研发出了3000F 超级电容器，经国家权威机构检测，静电容量3224.1F ，内阻0.256 m Ω,性能达到国际先进水平。国外，2011年美国Nesscap Energy 公司与世界级的铁路车辆制造商CAF 达成协议将为西班牙主要城市的有轨电车提供超级电容，成为世界上最大的有轨机车用超级电容供应商。基于超级电容的储能系统可以使轻轨车辆在脱离输电线路电力供应时保持运行。当机车停止时，超级电容储能系统将在25秒内实现满负荷充电。通过储存刹车或机车加速时所产生的能量，超级电容可以帮助降低30%以上的轻轨或系统的能源消耗。此外，美国加州大学洛杉矶分校的研究小组实现了一个突破，用简单通用设备制造出超强功能的石墨烯电容器。这种电容器质量轻、储电量大、充电时间短，反复充电一万次不影响性能，并且即使在高压强下也能稳定放电，性能远远超过目前任何电化学电容器。而loxus 公司则发布了一种重大的电池改良

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超级电容器的现状及发展趋势综述