超级电容器的现状及发展趋势

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超级电容生产厂家名单

超级电容生产厂家名单

超级电容生产厂家名单摘要:一、超级电容生产厂家的概述二、超级电容的生产工艺和技术三、我国超级电容产业的发展现状四、全球知名超级电容生产厂家名单五、国内超级电容生产厂家的代表六、超级电容器在各领域的应用前景七、总结与展望正文:一、超级电容生产厂家的概述超级电容器,作为一种新型的电化学储能装置,以其高能量密度、长寿命、快速充放电等优点引起了广泛关注。

在全球范围内,许多企业纷纷投入超级电容器的研发与生产。

本文将为大家介绍全球及我国的超级电容生产厂家,以及他们的代表产品和先进技术。

二、超级电容的生产工艺和技术超级电容器生产厂家采用的各种生产工艺和技术,旨在提高电容器的性能和降低成本。

主要包括:电极材料研发、电解质材料研究、电容器结构设计等方面的技术突破。

如美国MAXWELL公司采用的电磁悬浮式电极技术,显著降低了超级电容器的内阻。

三、我国超级电容产业的发展现状近年来,我国超级电容产业呈现出快速发展的态势。

在政策扶持和企业投入的双重推动下,我国超级电容器产业逐渐形成了以电解质、电极材料、生产设备等环节为核心的产业链。

部分企业在国内外市场已具有较强的竞争力,如江森自控、恩智联等。

四、全球知名超级电容生产厂家名单1.美国MAXWELL公司2.德国VOLTA公司3.日本NEC公司4.韩国三星SDI公司5.中国江森自控公司6.中国恩智联公司五、国内超级电容生产厂家的代表1.江森自控:在国内超级电容器市场具有较高的市场份额,产品广泛应用于新能源汽车、轨道交通等领域。

2.恩智联:以研发和生产超级电容器为主导产业,产品远销国内外市场,具有较高的知名度。

六、超级容器在各领域的应用前景随着技术的不断进步,超级电容器在以下几个领域具有广阔的应用前景:1.新能源汽车:作为动力电池的优良补充,提高新能源汽车的续航里程和加速性能。

2.轨道交通:为城市公交、地铁等提供绿色、高效的能源解决方案。

3.工业领域:用于电力调节、储能系统等,提高能源利用效率。

超级电容器的现状及发展趋势

超级电容器的现状及发展趋势

超级电容器的现状及发展趋势一、本文概述随着科技的飞速发展和人类对能源需求的日益增长,超级电容器作为一种新兴的储能器件,正逐渐在能源储存和转换领域崭露头角。

本文旨在全面概述超级电容器的现状及其未来发展趋势,从而为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。

本文将回顾超级电容器的历史发展,探讨其从概念提出到实际应用的过程。

文章将详细介绍超级电容器的基本原理、结构特点以及性能优势,以便读者对其有深入的理解。

在此基础上,文章将重点分析当前超级电容器在各个领域的应用状况,如交通运输、电力储能、电子设备等领域。

同时,文章还将探讨超级电容器在实际应用中面临的挑战和问题,如成本、安全性、寿命等。

本文还将关注超级电容器的未来发展趋势。

随着材料科学、纳米技术、电化学等领域的进步,超级电容器的性能有望得到进一步提升。

文章将预测超级电容器在未来可能的技术突破和市场应用前景,包括新型电极材料的开发、电容器结构的优化、以及与其他能源储存技术的融合等。

本文将全面梳理超级电容器的现状及其未来发展趋势,旨在为读者提供一个清晰、全面的视角,以便更好地把握超级电容器在能源储存和转换领域的发展动态。

二、超级电容器的现状超级电容器,作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,以其独特的性能优势在现代能源领域引起了广泛的关注。

目前,超级电容器的应用已经渗透到了许多领域,包括交通、能源、工业、电子等。

在交通领域,超级电容器以其高功率密度和快速充放电的特性,被广泛应用于电动公交、混合动力汽车以及电动汽车的启动和加速过程中。

超级电容器能够在短时间内提供大量的电能,使车辆在短时间内达到较高的速度,从而提高车辆的动力性能。

超级电容器还可以作为车辆的辅助能源,与电池配合使用,延长车辆的续航里程。

在能源领域,超级电容器被用作风力发电和太阳能发电系统的储能装置。

在这些系统中,超级电容器可以平滑输出电能,避免由于风速和日照强度的不稳定而导致的电能波动。

超级电容器及其相关材料的研究

超级电容器及其相关材料的研究

超级电容器及其相关材料的研究一、本文概述随着科技的不断进步和可持续发展理念的深入人心,超级电容器作为一种高效、环保的储能器件,正日益受到全球科研人员和工业界的广泛关注。

超级电容器以其高功率密度、快速充放电、长循环寿命等诸多优点,在新能源汽车、电子设备、航空航天等领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在全面综述超级电容器及其相关材料的研究现状和发展趋势,分析超级电容器的性能特点,探讨新型电极材料的研发与应用,以期推动超级电容器技术的进一步发展,并为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。

本文首先介绍了超级电容器的基本原理、分类及性能特点,为后续研究提供理论基础。

随后,重点综述了近年来超级电容器电极材料的研究进展,包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等,并分析了各类材料的优缺点及适用场景。

本文还关注了电解质材料、隔膜材料等关键组件的研究现状,以及超级电容器的制造工艺和应用领域。

结合当前面临的挑战和未来发展趋势,本文展望了超级电容器技术的创新方向和应用前景,以期为未来相关研究提供有益的借鉴和指导。

二、超级电容器的基本原理与分类超级电容器,又称电化学电容器,是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件。

它具有极高的电荷储存能力,能在极短的时间内释放出大量的能量,从而满足了现代电子设备对高功率、快速充放电的需求。

基本原理:超级电容器的基本原理与传统的平行板电容器类似,都涉及到电荷的储存和释放。

然而,超级电容器的电极材料通常是具有高比表面积的纳米多孔材料,如活性炭、金属氧化物和导电聚合物等。

这些高比表面积的电极材料使得超级电容器能在极小的体积内储存大量的电荷,从而实现了高能量密度。

同时,超级电容器的电解质通常具有高的离子电导率,这有助于实现快速的充放电过程。

碳基超级电容器:以活性炭、碳纳米管、石墨烯等碳材料为电极,利用碳材料的高比表面积和良好的导电性实现高能量密度和高功率密度。

金属氧化物超级电容器:以金属氧化物(如RuO₂、MnO₂、NiO等)为电极,利用金属氧化物的高赝电容特性实现更高的能量密度。

超级电容市场分析报告

超级电容市场分析报告

超级电容市场分析报告1.引言1.1 概述概述超级电容作为一种新型的电子器件,具有高能量密度、高功率密度、长寿命、快速充放电等特点,在电子产品、新能源汽车、工业控制等领域具有广泛的应用前景。

本报告旨在对超级电容市场进行深入分析,包括市场现状、发展趋势和未来的应用前景,以期为相关企业和投资者提供参考和决策依据。

通过对超级电容市场的优势与挑战进行总结,探讨超级电容在未来的应用前景,并提出对市场的建议和展望,以期为市场发展提供有益的参考。

1.2 文章结构文章结构部分内容:文章结构部分将介绍整篇文章的组织和安排。

首先将以引言作为文章的开端,引出超级电容市场分析的内容和意义。

接着是正文部分,包括超级电容的定义和特点、市场现状分析以及市场发展趋势预测。

最后是结论部分,总结超级电容市场的优势和挑战,探讨超级电容在未来的应用前景,并提出对超级电容市场的建议和展望。

整篇文章将按照这样的结构展开,为读者提供全面的超级电容市场分析报告。

1.3 目的:本报告旨在对超级电容市场进行全面分析和研究,以便为相关行业和企业提供可靠的市场情况和发展趋势,从而帮助他们制定正确的战略决策。

通过对超级电容的定义、特点和市场现状进行深入分析,我们旨在揭示超级电容市场的优势和挑战,预测其未来发展趋势,并提出相应的建议和展望。

希望本报告能够为政府部门、企业决策者以及从业人员提供关于超级电容市场的全面了解,从而推动超级电容技术的发展和应用。

1.4 总结总结部分在本报告中,我们对超级电容市场进行了全面的分析和研究。

通过对超级电容的定义和特点的介绍,我们深入了解了超级电容的优势和应用范围。

同时,我们对超级电容市场现状进行了详细分析,并预测了超级电容市场的发展趋势。

我们认为,超级电容市场在未来将有着广阔的应用前景,但也面临着一些挑战和障碍。

通过本报告的研究,我们总结出超级电容市场的优势和挑战,探讨了超级电容在未来的应用前景,并提出了对超级电容市场的建议和展望。

超级电容器的发展现状

超级电容器的发展现状

超级电容器的发展现状超级电容器(Supercapacitor),又称超级电容、超级电池、电化学超级电容等,是一种新型的能量存储装置。

与传统的电化学电池不同,超级电容器能够以更高的功率进行快速的充放电,其理论上的寿命更长,并且可以进行成千上万次的充放电循环。

目前,超级电容器的发展进展如下:1. 提高能量密度:超级电容器的能量密度一直是其发展中的关键问题。

近年来,研究人员通过改进电极材料、电解质和结构设计等方面的创新,使得超级电容器的能量密度获得了显著提高。

目前商业化的超级电容器已经能够达到100 Wh/kg,高能量密度的材料和结构设计研究也在不断进行中。

2. 提高功率密度:超级电容器的功率密度是其另一个重要指标。

功率密度指的是电容器能够在短时间内释放大量电能的能力。

近年来的研究表明,通过设计新的纳米结构和提高电解质导电性等方法,已经能够将超级电容器的功率密度提高到几千瓦/千克以上。

这使得超级电容器在需求瞬时高能量输出的领域,例如电动汽车的启动和制动系统,具有广阔的应用前景。

3. 提高循环寿命:超级电容器的循环寿命(即充放电循环次数)也是一个重要指标。

通过改善电极材料的结构和化学稳定性等方面的研究,已经成功地提高了超级电容器的循环寿命。

目前,一些商业化的超级电容器已经可以进行百万次的充放电循环,这使得超级电容器相比传统电化学电池更加持久耐用。

4. 增加应用领域:超级电容器因其快速充放电和长寿命的特点,在一些特定的领域已经开始商业化应用。

例如,超级电容器已经被广泛应用于电动车、电力电子设备、可再生能源储能系统等。

此外,超级电容器还在智能电网、医疗设备、航空航天等领域也有广阔的发展前景。

综上所述,超级电容器在能量密度、功率密度和循环寿命等方面都取得了显著的进展。

未来,随着科学技术的不断进步,超级电容器有望在更多领域发挥重要作用,并逐渐替代传统的电化学电池,成为一种重要的能量存储装置。

2024年超级电容器市场分析现状

2024年超级电容器市场分析现状

超级电容器市场分析现状引言超级电容器是一种高容量、高功率密度、长循环寿命的储能设备,具有快速充放电特性和较低的内阻。

近年来,随着能源存储需求的增长和技术的进步,超级电容器的市场逐渐展现出巨大的潜力。

本文将对超级电容器市场的现状进行分析,并对未来的发展趋势进行展望。

市场规模超级电容器市场在过去几年中呈现快速增长的趋势。

根据市场研究报告,2019年全球超级电容器市场规模达到了XX亿美元,预计到2025年将增长到XX亿美元。

亚太地区是超级电容器市场的主要增长驱动力,尤其是中国市场,由于政府对新能源和汽车行业的支持,使得超级电容器的需求快速增长。

应用领域超级电容器的应用领域广泛,其中最主要的领域包括能源存储、汽车电子、工业设备和消费电子等。

能源存储方面,超级电容器可以作为稳定电压和频率的能量储备装置,广泛应用于电网和风力、太阳能等可再生能源发电系统。

在汽车电子领域,超级电容器可以提供高效的能量回收和释放系统,提高电动汽车的续航里程和加速性能。

此外,在工业设备和消费电子方面,超级电容器也可以用于瞬态电流供应、备用电源和数据存储等。

竞争格局目前超级电容器市场呈现出竞争激烈的格局。

市场上有多家知名的超级电容器制造商,包括Maxwell Technologies、Nesscap Energy、Skeleton Technologies等。

这些公司通过技术创新和产品优势来争夺市场份额。

另外,新兴的超级电容器制造商也在不断涌现,例如国内的上海实德电气和深圳赛亚动力等。

技术进展与挑战虽然超级电容器市场发展迅猛,但仍面临一些技术难题和挑战。

首先,超级电容器的能量密度相对较低,无法与锂离子电池等传统储能设备相媲美。

其次,超级电容器的成本较高,限制了其规模化应用。

此外,超级电容器在高温环境下的性能也存在一定问题,需要进一步改进。

市场前景与趋势未来,随着新能源产业的快速发展和技术的进步,超级电容器市场将继续保持快速增长的势头。

超级电容器技术简介

超级电容器技术简介

超级电容器技术的研究背景及发展现状1. 研究背景随着科技的进步及社会文明程度的提高,能源问题已成为人类社会可持续发展战略的核心,是影响当前世界各国能源决策和科技导向的关键因素,同时,也是促进能源科技发展的巨大推动力。

进入二十一世纪之后,能源短缺和环境恶化的问题日益严重,这促使人们应更加重视建立确保经济可持续增长、有利于环境的能源供应体系,节能和扩大新能源开发利用成为世界性的趋势。

石油作为一种不可再生资源,随着人类需求的不断增长,已面临严重的短缺,并由此不断引发全球性的社会、经济、政治问题。

而且,全球燃油汽车消费量的不断增加,燃油汽车排放的NO x和CO x对全球环境带来严重污染,并导致地球温室效应。

开发更加清洁、环保的电动汽车被认为是解决能源问题和环保问题的一条有效途径,目前已成为全球性的研究热点。

电动汽车的研究经过多年的研发,特别是最近十年来的集中研究,已经对电动汽车有了比较统一的认识。

纯电动汽车(镍氢电池或锂离子电池作主电源)适合于短途应用,燃料电池电动车由于技术和成本因素在二十到三十年内不具备商业化应用的竞争力,而混合电动车(“油+电”混合,)被认为是最接近商业化的技术模式。

“油+电”混合电动车中的“电”主要是指二次电池,主要包括铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。

目前,商品化的二次电池虽然具有较高的比能量,但比功率都很低,一般不超过500W/kg,而且电池在高脉冲电流放电或大电流充电时会影响其使用寿命,并引起电池内部发热、升温,存在安全隐患。

燃料电池同样是一种低比功率的储能元件,耐大电流充放电能力差。

单独使用电池作为动力电源无法满足电动汽车对电源系统的要求。

从能源的利用形态来看,电能作为能量利用的最终形态,已成为人类物质生产和社会发展不可缺少的“源动力”。

近年来,小型分立的可移动电源的发展更是增加了电能的利用形式和应用范围。

电能除了通过固有的电网系统应用于工业和家庭生活外,通过可移动电源(如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子电池)等“承载体”更是成为随时随地均可便捷使用的动力源,极大方便了人们的物质文化生活。

超级电容器技术的研究与发展趋势分析

超级电容器技术的研究与发展趋势分析

超级电容器技术的研究与发展趋势分析第一章:引言超级电容器是一种新型的电化学器件,它具有高能量密度、高功率密度、长寿命、低内阻、低温容性等优点,在许多应用领域中有着广泛的应用前景,如储能系统、电动汽车、扩频通信、照明电源等领域。

本文将对超级电容器技术的研究与发展趋势进行分析,以期能够对相关领域的研究人员和工程师有所帮助。

第二章:超级电容器概述超级电容器是一种电化学器件,其具有高功率密度、高能量密度、长循环寿命、低内阻、低温容性等特点。

超级电容器的结构主要由金属电极、多孔质电介质、电解质、导体等组成。

其工作原理是利用电介质的孔隙结构和金属电极的导电性质,将电荷储存在电介质表面和金属电极之间的双电层中,并通过外部电路来实现能量的存储和放电。

超级电容器与锂离子电池相比,具有高功率密度、快速充放电、长寿命等优点。

但是其能量密度较低,循环稳定性较差,运行成本较高等不足之处,需要进一步加强研究和开发。

第三章:超级电容器的研究现状目前,超级电容器的研究主要集中在电极材料、电解质、导电质、包覆材料、制造工艺等方面。

1、电极材料超级电容器的电极材料主要包括活性炭、纳米碳管、金属氧化物等。

其中,活性炭具有高比表面积、孔隙度和良好的化学稳定性等优点,但其导电性和机械强度较差,需要进一步改进;纳米碳管具有较好的导电性、力学性能和高比表面积,但其生产成本较高;金属氧化物材料具有良好的电化学性能和耐久性能,但其往往具有低的电导率和比表面积。

2、电解质超级电容器的电解质主要包括有机溶剂、离子液体、凝胶聚合物等。

其中,离子液体具有较好的热稳定性和电化学稳定性,但其较高的粘度和成本限制了其应用;凝胶聚合物具有较好的保水性、热稳定性和化学稳定性,但其导电性差,需要进一步加强研究。

3、导电质超级电容器的导电质主要包括碳黑、金属纳米颗粒、聚苯胺等。

其中,碳黑具有良好的导电性和良好的机械稳定性,但其电化学性能较差;金属纳米颗粒具有优良的电化学性能、导电性能和高表面积等特点,但其较大的粒径限制了其应用;聚苯胺具有良好的导电性和化学稳定性,但其制备成本较高。

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(MOx) surface + C+ + e-↔(MOx-C+) surface 式中,C+ 代表 H+、Li+、Na+、K+、Ca2+等阳离 子。②体相嵌入脱出储能。溶液中的阳离子通过 界面进入到电极活性物质的体相,发生氧化还原 反应,从而表现出氧化还原赝电容。该类赝电容 的充放电过程可表述为
MOx+C++e-↔ MOxC
超级电容器自面市以来,受到世界各国的广 泛关注。其全球需求快速扩大,已成为化学电源领 域内新的产业亮点。根据美国能源局测算,超级电 容的市场容量从2007 年的40 亿美元增长到2013 年 的120 亿美元,中国市场超级电容2013 年则达到了 31亿元人民币。
1 超级电容器发展进程
早在1879年,Helmholz 就发现了电化学双 电层界面的电容性质,并提出了双电层理论。但 是,超级电容器这一概念最早是于1979年由日本 人提出的。1957年,Becker申请了第一个由高比
图1 双电层电荷分布图
双电层电容器是利用双电层机理实现电荷 的存储和释放从而完成充放电的过程。充电时 电解液的正负离子聚集在电极材料/电解液的界 面双层,以补偿电极表面的电子。尤其是在充 电强制形成离子双层时,会有更多带相反电荷的 离子积累在正负极界面双层,同时产生相当高的 电场,从而实现能量的存储。放电时,随着两极 板间的电位差降低,正负离子电荷返回到电解液 中,电子流入外电路的负载,从而实现能量的释 放。如图2所示。
(1)碳电极 碳材料化学性质稳定,有良好的耐腐蚀性和 导电导热性,是应用最为广泛的电极材料,也是目 前仅有的商业化的超级电容器电极材料。根据电容 器特点和原理,作为超级电容器的优异碳基电极材 料需要具有发达的比表面积、合理的孔容和孔径分 布、良好的导电性和浸润性。材料表面除能产生双 电层电容外,最好能发生赝电容反应。从这些方面 考虑,目前主要的碳基电极材料有活性炭、活性炭 纤维、碳气凝胶、碳纳米管等。 活性炭具有原料丰富、价格低廉、成型性 好、电化学稳定性高、技术成熟等特点,是最早 作为电容器电极的碳材料。根据图5给出的专利 分布情况,我们不难发现活性炭电极的专利申请 量最大,但活性炭的导电性较差,且比电容值相 对较低。因此,开发具有赝电容行为的碳基材料 成为当前的研究热点。目前一些新型碳材料正被 广泛研究用于超级电容器电极材料,其中最有代 表的当属于碳纳米管和石墨烯。
国内超级电容产品虽然在工艺和部分产品 性能上不及国外公司,但差距正逐步缩小,特 别是在卷绕型和大型超级电容方面,其技术与 国际接近,某些性能甚至超过国外同类产品。 如在短时大功率应用方面,以石家庄高达科技、 北京金正平公司为代表,已生产出容量在0.5~ 2000 F、工作电压在12~400 V、最大放电电流 在400~2000 A的系列超级电容器产品,能在 -40 ℃~70 ℃的温度环境下正常工作。其技术 水平已接近俄罗斯,价格却仅为俄罗斯的1/3, 具有较高的性价比。另外,在环保型交通工具方 面,中国在超级电容公交电车的应用方面领先一 步。2006年8月28日,上海11路超级电容公交电 车,即“上海科技登山行动计划超级电容公交电 车示范线”投入运营,在实际应用领域走在了世 界前列。该车采用上海奥威科技公司开发的具有 完全自主知识ournal of Nature Vol. 37 No. 3 REVIEW ARTICLE
式中,C+ 代表 H+、Li+、Na+、K+、Ca2+等阳离子。
3 超级电容器的特点
基于上述储能原理的超级电容器,可弥补 传统电容器与电池之间的空白,即超级电容器兼 有电池高比能量和传统电容器高比功率的优点 (图3),从而使得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。
表面积活性炭作电极材料的电化学电容器方面的 专利(提出可以将小型电化学电容器用做储能器 件);1962年标准石油公司(SOHIO)生产了一种 6 V的以活性碳(AC)作为电极材料,以硫酸水溶 液作为电解质的超级电容器,并于1969年首先实 现了碳材料电化学电容器的商业化。后来,该技 术转让给日本NEC公司。1979年NEC公司开始生 产超级电容器,用于电动汽车的启动系统,开始 了电化学电容器的大规模商业应用,才有了超级 电容器名称的由来。几乎同时,松下公司研究了 以活性炭为电极材料,以有机溶液为电解质的超 级电容器。此后,随着材料与工艺关键技术的不 断突破,产品质量和性能得到不断稳定和提升, 超级电容器开始大规模的产业化。
据业内专家预测,目前全球的年需求量约 为2亿只,约12亿Wh,增长速度约为160%;中 国市场的年需求量可达2150万只,约1.2亿Wh, 且每年都在以约50%的速度增长;整个亚太地区 的年需求量超过9000万只,约5.4亿Wh,增长速 度约为90%。然而,超级电容器占世界能量储存 装置(包括电池、电容器)的市场份额不足1%, 在中国所占市场份额约为0.5%。据预测,2015 年国内超级电容器市场有望达到73亿元,2012 —2015年年均复合增速47.82%,如图4所示。可 见,超级电容器存在着巨大的市场潜力。
图3 不同存储方式的能量比较图
目前,超级电容器已形成系列产品,实现 电容量0.5~1000 F,工们电压12~400 V,最大 放电电流400~2000 A。与电池相比,超级电容 器具有如下性能特点:
(1) 具有法拉级的超大电容量; (2) 比脉冲功率比蓄电池高近10倍; (3) 充放电循环寿命在100 000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。 正是由于其独特的优势或特点,美国《探 索》杂志2007年1月号将超级电容器列为2006年 世界七大科技发现之一,认为超级电容器是能量 储存领域的一项革命性发展,并将在某些领域取 代传统蓄电池。
4 超级电容器应用及市场现状
经过近30多年的发展,超级电容器作为产品 已趋于成熟,其应用范围也不断拓展,如汽车(特
图4 2013—2015年超级电容器国内产值的分析
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第 37 卷第 3 期 ■专题综述
在超级电容器的产业化方面,美国、日本、 俄罗斯、瑞士、韩国、法国等欧美国家起步较 早,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Maxwell,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。国内从事大容量超级 电容器的研发开始于20世纪90年代,目前能够批 量生产并达到实用化水平的厂家只有10多家,如 上海奥威、锦州富辰、北京合众汇能等。其中, 锦州富辰公司规模最大,主要生产钮扣型和卷绕 型超级电容器,而上海奥威公司技术领先,产品 已达到了同类产品的国际先进水平。据称,国产 超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。
作为典型的资本密集型产业,超级电容器 正处于快速发展的阶段。除了要在关键技术上 (如电极、电解质和隔膜材料等)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,都是目前厂商们 在市场竞争中的着力点。
5 超级电容器电极材料研究现状
由于目前大部分产品都是基于一种相似的 双电层结构,采用的工艺流程为:配料→混浆→ 制电极→裁片→组装→注液→活化→检测→包 装。超级电容器根据外形结构不同可分为钮扣 型、卷绕型和大型三种类型,三者在容量上大致 归类为小于5 F、5~200 F、大于200 F。由于其特 点的不同,它们的应用领域也有所差异。钮扣型 产品具备小电流、长时间放电的特点,可用作小 功率电子设备替换电源或主电源,如太阳能手 表、电动玩具等;卷绕型则多用于需大电流快速 放电且带有记忆存储功能的电子产品中的后备电 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,如路标灯、交通信号灯等; 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。
图2 双电层电容器的充放电过程[1]
(2) 法拉第赝电容器 法拉第赝电容器是在电极表面或体相中的 二维或准二维空间上,电极活性物质进行欠电位 沉积,发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原 反应,产生与电极充电电位有关的电容。法拉第 赝电容可通过两种方式来存储电荷:一种是通过 双电层上的存储实现对电荷的存储;另一种是通 过电解液中离子在电极活性物质中发生快速可逆 的氧化还原反应而将电荷储存。法拉第赝电容的 产生过程虽然发生了电子转移,但不同于电池的 充放电行为,其具有高度的动力学可逆性,且更 接近于电容器的特性。 目前研究认为,法拉第赝电容的储能机理 主要分为以下两部分[2]:①表面吸脱附储能。在 电极表面的二维空间上,在外加电场的作用下, 电解液中的阳离子从电解液中扩散到溶液/电极 的界面上,在电极表面上实现了离子的吸附,从 而存储电荷;将外加电场撤掉后,电极表面上吸 附的离子发生了脱附,离子重新返回到电解液 中,从而存储的电荷被释放出来。表面吸脱附储 能过程可表述为
Chinese Journal of Nature Vol. 37 No. 3 REVIEW ARTICLE doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.03.004
超级电容器的现状及发展趋势
余丽丽,朱俊杰,赵景泰†
上海大学材料科学与工程学院,上海 200444 摘要 超级电容器作为一种新型绿色新能源存储器件,在众多行业或领域展示出巨大的应用潜力或前景。简要介绍超级电容 器的原理、特点,并对其发展现状、面临的问题及发展趋势进行了分析。 关键词 超级电容器;电极材料;发展趋势
超级电容器的产业化最早开始于20世纪80年 代——1980年NEC/Tokin与1987年松下、三菱的 产品。20世纪90年代,Econd和ELIT推出了适合 于大功率启动动力场合的电化学电容器。如今, Panasonic、NEC、EPCOS、Maxwell、NESS等 公司在超级电容器方面的研究非常活跃。目前美 国、日本、俄罗斯的产品几乎占据了整个超级电 容器市场,各个国家的超级电容器产品在功率、 容量、价格等方面都有自己的特点和优势。
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