超级活性碳电池
引线式超级电容和纽扣式超级电容
引线式超级电容和纽扣式超级电容在现代电子设备中扮演着重要的角色。
作为储能元件，它们能够为设备提供瞬时能量，同时又具备高循环寿命和快速充放电的特点。
本文将从深度和广度两个方面对这两种超级电容进行全面评估，以便读者能够更全面、深刻地理解它们的工作原理、应用场景及未来发展方向。
一、引线式超级电容引线式超级电容是一种使用聚合物电解质的超级电容。
它具有高能量密度、长循环寿命和快速充放电的特点，适用于需要高能量储存和快速释放的场景。
在工业自动化、新能源汽车和可穿戴设备等领域，引线式超级电容都有着广泛的应用。
相比于传统的电化学电池，它们在储能效率和安全性上都具备优势。
未来，随着新材料、新工艺的不断发展，引线式超级电容有望在储能领域发挥更大的作用。
1. 引线式超级电容的工作原理引线式超级电容的电极由活性炭材料构成，电解质采用的是聚合物电解质。
在充放电过程中，电极的表面积决定了能量密度的大小，而电解质的导电性影响着电容器的内阻。
通过调控电极材料和电解质的性能，可以实现引线式超级电容的高能量密度和低内阻。
引线式超级电容通常采用铝合金外壳进行封装，以确保其在恶劣环境下的稳定运行。
引线式超级电容在工业自动化领域中被广泛应用，用于储存和释放设备在启动、加速、制动等过程中的能量。
在新能源汽车中，引线式超级电容能够辅助电池提供瞬时高功率输出，提高车辆的加速性能和制动能量回收效率。
引线式超级电容还被应用于可穿戴设备和智能家居产品中，为设备提供持久稳定的能量支持。
3. 引线式超级电容的未来发展方向随着电动化、智能化的持续推进，引线式超级电容有望在未来发挥更加重要的作用。
在材料方面，新型的活性炭和聚合物电解质将会进一步提高引线式超级电容的能量密度和循环寿命。
在工艺方面，先进的封装技术和制造工艺将帮助引线式超级电容实现规模化生产和降低成本。
引线式超级电容将会成为未来能源储存领域的重要组成部分。
二、纽扣式超级电容纽扣式超级电容是一种微型超级电容，通常采用卷绕式结构，具有体积小、重量轻、快速充放电的特点。
炭材料在电化学应用中的研究进展
炭材料在电化学应用中的研究进展炭材料是一种极其重要的材料，其具有多种功能，包括高导电性、高稳定性、优异的化学惰性和低比表面积等特点。
由于其电化学性质的优异性，炭材料在电化学应用方面具有广泛的用途，例如作为电极材料、催化剂和电解质等。
近年来，随着化学、物理和材料科学的发展，炭材料在电化学应用中的研究也取得了很大的进展。
本文将重点介绍炭材料在电化学应用中的研究进展，包括其在电池和超级电容器方面的应用。
一、炭材料在电池方面的应用1. 石墨烯材料电极石墨烯是一种具有单层结构的炭材料，其高导电性和高比表面积使得其成为电池材料的研究热点之一。
石墨烯材料电极在锂离子电池、钠离子电池和锂硫电池等方面的应用均已得到了广泛的研究。
例如，石墨烯材料在锂离子电池中作为电极，其容量和循环寿命均得到了显著提高。
2. 碳纳米管材料电极碳纳米管材料是一类具有蜂窝结构的炭材料，其高比表面积和优异的电导率使之成为电池电极材料的研究热点之一。
碳纳米管材料在电极方面的应用主要涵盖锂离子电池、超级电容器和锂空气电池等方面。
例如，碳纳米管材料在超级电容器方面的应用具有高能量密度、高功率密度和快速充放电等特点。
3. 钛氧化物/炭复合材料电极钛氧化物/炭复合材料电极是一种新型的复合电极材料，其具有高比表面积、高电导率和优异的化学稳定性等优异性质。
钛氧化物/炭复合材料电极在锂离子电池和钠离子电池等方面的应用均已得到了广泛的研究。
例如，钛氧化物/炭复合材料电极在锂离子电池方面具有较高的容量和循环寿命。
二、炭材料在超级电容器方面的应用超级电容器是一种新型的电化学能量存储设备，其高功率密度和短充放电时间使之成为电源适应性较强的能量存储装置。
炭材料在超级电容器方面的应用主要涵盖活性炭、石墨烯和碳纳米管等材料。
1. 活性炭材料活性炭是最早被应用于超级电容器的炭材料之一，其具有优异的能量密度和高功率密度等优异性质。
活性炭材料在超级电容器方面的应用主要涵盖低温焚烧法活性炭和葡萄糖制备的活性炭等。
铅炭电池与锂电池的对比
铅炭电池与锂电池的比较铅炭电池铅炭电池是一种新型的超级电池，是将铅酸电池和超级电容器两者合一:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能--90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放，寿命只有不到30次)。
而且由于加了炭(石墨烯)，阻止了负极硫酸盐化现象，改善了过去电池失效的一个因素，更延长了电池寿命。
铅炭电池是将非对称超级电容器与铅酸电池采用内并联方式两者合一的混合物，作为一种新型的超级电池，铅炭电池是将铅酸电池和超级电容器两者技术的融合，是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。
因此既发挥了超级电容瞬间功率性大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的能量优势，一个小时就可充满电。
拥有很好的充放电性能。
由于使用了铅炭技术，铅炭电池的性能远远优于传统的铅酸蓄电池，可应用于新能源车辆中，如：混合动力汽车、电动自行车等领域；也可用于新能源储能领域，如风光发电储能等。
Lead-carbon电池具有与传统铅酸电池相近的低廉价格优势及成熟的工业制造基础，在各种应用领域有着极强的竞争力优势。
这种混合技术能够在车辆加速和制动期间快速地输出和输入电荷，特别适合于微混合动力车的“停止一启动”系统。
铅炭电池可以提高原来铅酸蓄电池的功率，延长使用寿命。
特性:技术优势铅炭电池是铅酸电池的创新技术，相比铅酸电池有着诸多优势；铅炭电池有以下优势：一是充电快，提高8倍充电速度；二是放电功率提高了3倍；三是循环寿命提高到6倍，循环充电次数达2000次；四是性价比高，比铅酸电池的售价有所提高，但循环使用的寿命大大提高了；五是使用安全稳定，可广泛地应用在各种新能源及节能领域。
此外，铅炭电池也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电（铅酸电池若这样充、放，寿命只有不到30次）。
而且由于加了炭（石墨烯），阻止了负极硫酸盐化现象，改善了电池失效的一个因素。
铅炭超级电池的实验研究
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｕｌｒ ｂ ｔｅ ｙ ｈ ｓ ｈｉｈ ｓ ｅ ｉ ｃ ｅ ｅ ｇ ｎ ｇ ｐｅ ｉ ｃ ｐｏ ｒ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｕｈ ａ ｔｅ ｙ ｗａ ｔａｔ ｔａ ａｔ ｒ ａ ｇ ｐ ｃｆ ｎ ｒ ｙ ａ ｄ ｈｉｈ ｓ ｃｆ ｗｅ ．Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｉ ｒ ｂａｔｒ ｓ
ｐｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｈｒ ｂ ｔ ｒ ｔ ％ ＨＳＡＣ ｉ ｅ ａ ｉｅ ｐ ａｅ ｓｂｅｔｒｔ ａ ｈａ ｆｕ ｔ ｂ ｔ ｒ ｔ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｕ ａ ａｔ ｙ ｗｉ ２ ｅ ｈ ｎ ｎ ｇ ｔ ｌｔ ｓｉ ｔｅ ｈ ｎ ｔ ｔｏ ｌｒ ａ ｔ ｙ ｗｉ １％ ｖ ａ ｅ ｈ ＨＳ ＡＣ ｎ ｎ ｇ ｔｖ ｌｔ ｓ ｉ ｅ ａｉ ｅｐ ａｅ ． Ｋｅ ｙｗｏｒ ： ｈｒ ｂ ｔｅ ； ｃｉａ ｅ ａ ｂｏ ｃ ｃｅｌｆ；ｉｔ ｒ ａ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｓ ｅ ｉ ｃｃ ｐ ｃｔ ｄｓ ｕ ａ ａｔ ｒ ａ ｔｖ ｔｄ ｃ ｒ ｎ； ｙ ｌ ｉｅ ｎ ｅ ｌ ｓｓａ ｃ ； ｐ ｃｆ ａ ａ ｉｙ ｙ ｎ ｒ ｉ
力 电池是 电动 车辆 的关键 ；因此 ，新 型高 性能储 电 器件 的研 发具有 重要 的经 济 和社 会 意义 。 目前 的储 电器件 可分 为两 大类 ：一类 是 以锂 离
统等可再生能源发电系统的关键组成部分之一 ，直
收稿 日期 ：２ １－ ２ ２ ０ １ １— ４
子电池 、镍氢电池 、铅酸蓄电池为代表的能量型储 电器 件 ；另一类 是 以超级 电容器 为代 表 的功率 型储
超级电容技术原理简介
超级电容技术原理简介超级电容器(Supercapacitor ultraca-pacitor) 又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor),它不但具有电容的特性,同时也具有电池特性,是一种介于电池和电容之间的新型特殊的储能元器件。
超级电容器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电容量的。
众所周知,传统电容器的面积是导体的平板面积,为了获得较大的容量,导体材料卷制得很长,有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。
传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板,一般为塑料薄膜、纸等,这些材料通常要求尽可能的薄。
超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。
超级电容器的极板面积是基于多孔炭材料,该材料的多孔结构允许其面积达到2000m2/g,通过一些措施可实现更大的表面积。
超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。
该距离和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。
这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊入大的静电容量,故称其为“超级电容器”。
超级电容器拥有比传统电容器高出数千倍的电容值,目前常用的超级电容器的电容量是(0.1F～5000F),最高可达上万F(法拉)。
与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程,性能十分稳定。
它具有功率密度大、重量轻、体积小、充电时间短、安全系数高、使用寿命长、低温特性卓越、免维护、节约能源和绿色环保等诸多特点。
因而其用途极其广泛,发展前景非常看好,世界各国在此方面的重视程度和研发投入正在快速提高。
超级电容器的出现,填补了传统电容器和各类电池间的空白。
它最初在电力系统得到广泛的应用,此外用作起重装置的电力平衡电源,可提供超大电流的电力;用作车辆启动电源,启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高,可以全部或部分替代传统的蓄电池;用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车;用在军事上可保证坦克、装甲车等战车的顺利启动(尤其是在寒冷的冬季)、又可作为激光武器的脉冲能源等。
新能源材料超级活性炭市场营销战略浅析
新能源材料超级活性炭市场营销战略浅析作者：王涛来源：《现代经济信息》2016年第09期摘要：在资源短缺、环境污染的背景下，新能源汽车技术在国内及全世界被高度重视，超级电容器是未来新能源汽车动力开发的重要方向之一。
超级电容器市场的快速发展必然带动其电极材料超级活性炭的急剧增长。
本文主要以新能源材料——超级活性炭的生产厂家天富科技为研究对象，浅析市场营销战略方案。
关键词：新能源材料；超级电容器；市场营销中图分类号：TB3 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）009-000-02一、研究的背景及意义随着人类对能源需求量的与日俱增，传统能源的几近匮乏和耗能设备的持续增加，导致的直接后果是：一是人们会变本加厉的开采和使用传统的能源；二是对环境的污染越来越严重，全球生态环境日益恶化。
因此，急需找到一种能够有效解决上述问题的方法和途径，从而缓解人们对传统能源的高度依赖，这正是新能源材料逐步成为未来市场主流能源的内在动力和推动力量，新型的环保节能器件——超级电容器在这样的历史背景下越来越受到人们的关注。
近些年中国社会不断进步、经济不断发展，汽车逐渐的走进了中国居民的千家万户。
但是，大量的研究表明：北京汽车及相关产业对城市大气PM2.5的“贡献率”在20%—30%之间，机动车尾气排放成为北京市大气污染的主要来源之一。
在这样资源短缺、环境污染日益突出的大背景下，新能源汽车技术开始在国内乃至世界范围内被高度重视。
超级电容器在新能源汽车领域有着非常广阔的应用前景，是未来新能源汽车动力开发的重要方向之一。
超级电容器市场的快速发展必然带动其电极材料超级活性炭的急剧增长。
本文主要以新能源材料——超级活性炭的生产厂家天富科技公司为研究对象，分析当前资源短缺、环境污染的形势下，介绍超级电容器行业及主要企业情况，找到制定符合当前行业发展、市场需求的市场营销战略方案的方法和思路，进而指导天富科技公司的市场营销工作。
什么是超级电容!
超级电容(SuperceII)是一种新型储能装置，是以石墨烯等复合材料为正极材料•、在活性炭材料中包裹碳纳米管或石果烯等导电高分子材料，利用充放电过程中的电荷迁移来储存电能，同时又能像普通电容器一样进行能量存储和充放电。
超级电容可分为电化学超级电容、物理超级电容器。
电化学超级电容器(e1ectriccata1yticpump)是指在充放电过程中的电子与离子的交换与扩散作用下，通过电解质中离子扩散的速度来储存能量(或功率)的装置，其本质是利用了氧化链作为储能材料。
物理超级电容(e1ectriccata1yticpump)是指在充电过程中，活性炭内部的微孔中存储了大量电荷；在放电过程中，活性炭表面形成的电介质极易受到环境影响而发生体积变化，同时会使电容降低。
物理超级电容器一般用于航天、国防军工、车辆、大型港口设备、配电网等各种应用领域。
物理超级电容和电化学超级电容在能量存储方式上都可以采用库伦效率低、能量密度低、循环寿命短、不可逆性等问题。
今天小编给大家讲解下超级电容应用领域和优势:一、应用领域1 .新能源汽车：电动汽车、混合动力汽车等；2 .储能电站，3 大型港口设备；4 .医疗卫生行业：mri等高精密医疗器械；5 .航天卫星：星箭分离电源系统；6 .工业电子：应急照明、电梯、电动叉车等；7 .表计：水、燃气表智能表计等：8 .国防军工：坦克、电磁炮、激光武器等大功率能量脉冲武器:9 .风力发电：风力变桨系统太阳能光伏发电；10 .智能电网等：二、特点和优势(1)高功率密度：输出功率密度高达IOKW∕kg,是任何•种化学电源所无法比拟的，是•般蓄电池的数十倍；（2）妥善解决了贮存设备高比能量输出之间的矛盾。
超级电容器可以提佛那个高比功率的同时，其比能量可以达到5-10Wh/kg：（3）充放电循环寿命长，达到IOO次量级；（4）工作温度范围宽∙40°C~+70°C:（5）充电时间短。
超级电容器专用系列活性炭
超级电容器专用系列活性炭信息来源：作者：发表日期：2008-10-26 10:31:48超级电容器是20世纪80年代开始出现的物理电源储存新技术，它与化学二次蓄电池的储能概念完全不同，超级电容器全是电能的仓库，在其充、放电过程中根本不存在化学反应，所以它在储存电能时具有充电速度快（10-15分钟），不怕过充放电，电能有效利用率最高可达95%以上，（一般现有蓄电池仅为70%左右），使用寿命长，可充放电5-10万次，是诸多不断电源和大电流、低电压电路中的不可缺少的元器件。
此种电源、电池无污染，是绿色环保产品的高科技产品。
根据电容器的原理，电容量取决于电极表面积，为了得到如此大的电容量，超级电容器尽可能地缩小电极间距离、增加极表面积。
为此必须采用高性能专用活性炭制作的多孔化电极。
活性炭多孔化电极可以获得极大的电极表面积，可以达到2000m2/克，与电解液接触的面积大大增加，根据电容量的计算公式，两极板的表面积越大，则电容量越大。
因此，一般双电电容器容量很容易超过1F，它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3～4个数量级，目前单体超级电容器的最大电容可达5000F。
因而这种结构的超级电容器具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量。
所以说制造超级电容器的核心材料是具有高比表面积，高性能的活性炭，活性炭的好坏是影响电容器好坏的核心材料。
超级电容器专用活性炭分有机系列与无系列，活性炭的价格高底决定着超级电容器价格。
该电容通过特别的电路及控制设计，可以作为大马力机械的启动和主动电源特别适合行使距离50km以内的车辆，如城市公交车、电动汽车、机场、码头旅客摆渡车、货物搬运车、码头港口的港机及其机械车辆等，成为各国大力开发的对象。
目前，这种先进而环保的技术产品，实现产业化的最困难之处不在技术而在成本。
级电容器的成本高低，主要取决于其核心材料电极炭的成本。
在世界上，除森塬公司外仅有美国、日本和俄罗斯3个国家有产品，其价位高昂，每吨达80～160万元（人民币），而森塬公司研发生产的电极炭价格极有竞争力。
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凌立成
华东理工大学 反应工程联合国家重点实验室 特种材料与工程教育部军工重点实验室
2009年7月，北京
汇报内容
项目背景及国内外市场需求分析 研究积累及目前标志性成果 今后工作设想及所需资金 社会经济效益分析 知识产权、技术市场风险分析 几点希望
超级电容器
50 万元
900万元 50万元 110万元
依托上述支持，工艺技术获得突破
1
19
标志性成果
基本建设完成年产20-30吨/年超级活性炭工业示范线
➢ 国内最大规模
1
20
标志性成果
指标接近日本最高水准指标
➢ 有望进一步研发达到日本水平
样品
比表面积 堆密度 粒度 碳含量 (m2/g) (g/cc) (μm) (%)
2.0 5～35 10～70 100
25 300 -20～60 10～20
实用能量 成本
项目背景
电容器 微法级
超级电容器 电池(Li)
数千法
300mAh/g
（100mAh/g）
0.000015 元/Ah 0.3 元/Ah
目前已商品化的电容器成本
项目背景
超级电容器的应用领域
超级电容器
温
稳
充
高
度
定
电
材料方面的突破预期将可引发可与锂离子电池 商品化相媲美的又一次储能领域的革命
项目背景
超级电容器的原理
集电极 多孔炭电极 隔膜 电解液
项目背景
项目背景
超级电容器的特性
性质 电压(V) 能量密度(Wh/kg) 能量密度(Wh/L) 功率密度(W/kg) 自放电(%/月) 循环寿命 温度范围(℃) 充电时间(h) 充放电效率
1
28
25-28
14-15
日本样品2
1973
0.39 8-9 ＞96 <0.06 <200
1
32-35
16-17 21
标志性成果
韩国贸易厂家决定采购我们产品
➢ 初步价格定为：300元/公斤 ➢ 成本估计为： 150元/公斤
我国用户基本认可我们产品性能
1
22
所需资金
所需资金1000万元，其中
➢ 部分资金用于对新疆工业示范线形成控股 ➢ 部分资金用于支持企业、大学科研达到日本先进水平 ➢ 部分资金用于该工业示范线工程型数据积累，为今后放大做
准备
1
23
今后打算
实现对示范线控股 实现工业示范线稳定量产 达到日本最高水平 准备百吨级放大生产
1
24
经济社会效益分析
经济效益（按现在示范厂计算）
➢ 目前：年产20－30吨，售价300元、利润150元 ➢ 产值：600－900万元，利润300－450万元 ➢ 将来达到日本水平：售价1000元，利润800元 ➢ 产值：2000－3000万元，利润1600－2400万元
1
16
项目背景
我们对市场的预计 国内：
➢ 2009年：～10吨
增长率：25％
国外：
➢ 2009年：～300吨（日本：50，欧美150、韩国等50）
增长率：25％
1
17
项目背景
目前市场售价情况
➢ 日本一流产品：～1000元/公斤 ➢ 日本二流产品；～300元/公斤 ➢ 国内一般产品： 150～300元/公斤
1
25
知识产权、风险分析
知识产权：
➢ 公知技术 ➢ 有自己的数十吨生产技术knowhow
风险分析：
➢ 技术方面有进一步放大效应需要考虑 ➢ 国内市场面临开拓 ➢ 性能的进一步提升需要做工作
1
26
希望
较大实力电池或新能源厂家介入 支持后续性能提升的科研 认真审慎判断该项目可行性
1
27
谢谢
1
13
项目背景
国内市场状况
➢ 2005：2.48亿元
增长57.2%
➢ 2006：5.7亿元
增长46.2%
➢ 2007：8.6亿元
增长50%
➢ 2008：13.3亿元
增长55％
￥ Billion
12
钮扣式 卷绕式 10
8
6
4
2
0 2005
2006
2007
year
2008
1
14
项目背景
日本超级电容器的市场预测（日元）
灰份 (%)
金属杂质 质量比电容 体积比电容
(ppm)
(F/g)
(F/cc)
我们样品 国内样品1
2003 1851
0.40 8-9 ＞95 <0.10 <500
0.38
3050
＞92 <0.44 <2000
30-35 28-32
15-17 14-15
日本样品1
1381
0.41 6-7 ＞95 <0.27 <300
超级电容器
1～3 15～20 5～10 ～2000
20 100,000 -30～90
0.01 0.95
Ni-Cd电池
1.2 30～50 80～120
150 20 300 -20～60 1～10
Li离子电池
3.6 110 250 300 10 1000 -20～60 1～10 0.70～0.85
铅酸电池
1
18
研究积累
93年至今，进行了长达15年的持续性攻关研究
03年 04年 06年 06年 07年 07年 07年 08年 09年
教育部211工程建设 新疆天富研发投入 上海市科委 国家自然科学基金 国家基金重点项目 科技部企业创新基金 国家科技支撑计划 教育部新世纪人才基金 国家重点实验室基金
100万元 250 万元 30 万元 27 万元 180万元
比
宽
性
快
功
高
无
寿
免
比
污
命
维
能
染
长
护
独立电源
后备电源
混合电源风太 无能阳 能绳 电 话
集 成 电 路
银 行
工 作 站
机 动 车
控 制 室
仪 器
机 动 车
柴 油 机
项目背景
减少燃料消耗50％，氮氧化物排放44％，微粒排放65％ 可行驶60万公里，10年寿命
1
9
项目背景
能量效率是纯CNG汽车的2.66倍。
1
10
项目背景
驱动马达和回收刹车能的效率在90％左右
1
11
项目背景
超级电容器的应用领域
➢ 电动自行车（中国独特待开发）
项目背景
国际市场状况
➢ 2007：45亿美元 ➢ 2008：67.5亿美元 ➢ 增长50%
$ Billion
50
钮扣式
卷绕式
40
30
20
10
0 2006
2007
year
2008
200,000 160,000 120,000 80,000 40,000
0 2002 2003 2004 2005 2008 2010 2020
国际上超级电容器年均市场增长率： >20%
要求超级电容器电极材料年均增长率： >20%
目前电极材料市场容量1: >2000吨/年？？？
15
项目背景
韩国对核心材料－超级活性炭市场预测