超級電容的新能源商機、政策與現(xiàn)狀

　　超級電容如今在全世界范圍內也是一個炙手可熱的話題，日韓美德等國家都在這個領域有了較大的發(fā)展。如今超級電容器已被廣泛運用于電子技術、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國防科技、起重機械、光伏與智能電網等領域，但其關鍵技術一直被國外公司壟斷。

　　我國從上世紀90年代開始研制超級電容，2013年8月15日，中國南車宣布成立了我國首個超級電容研究所，目標定為五年內成為亞太地區(qū)最大、實力最強的超級電容研發(fā)機構。作為新能源領域內的關鍵技術，更加先進的超級電容儲能技術將為中國新能源領域帶來一場革命。

　　超級電容器作為一種新型儲能器件，兼具二次

　　電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點。其中，高性能電極是超級電容器制造的核心，對超級電容器性能有決定性的影響。

　　生產高性能電極技術的難點在于電極碳材料結構，法國國家科研中心和奧爾良大學研究人員借助核磁共振光譜技術量化分析了電極和正負離子間的靜電作用強弱，結果發(fā)現(xiàn)，碳電極材料結構越不規(guī)則，超級電容器的容量就越大，對高壓的承受能力也越強。

　　近幾年參與到超級電容市場競爭的廠商也日益增多，國內有上海奧威、深圳今朝時代、北京集星聯(lián)合、錦州凱美、哈爾濱巨容新等，國際品牌中則以美國MAXWELL、韓國LSMtron、Nesscap、日本松下、NEC-TOKIN等為代表。

　　國內超級電容器企業(yè)普遍未能有效掌握高性能電極制造技術，只能采購外國的電極制造超級電容。

　　政策影響與新能源商機

　　在現(xiàn)階段內，國家政策導向依然是推動超級電容器行業(yè)向前發(fā)展的重要動力。在國家“十二五”能源與環(huán)保政策的帶動下，新能源汽車(特別是大中型客車)、風電行業(yè)等將成為大容量超級電容器重要的應用市場。

　　據有關資料統(tǒng)預測，2013中國超級電容器市場規(guī)模預計約為19.2億元人民幣，2016年則將增至33億元人民幣，年均增長率在20%左右。

　　隨著市場的快速發(fā)展，目前市場上的超級電容器生產制造廠家數(shù)量越來越多，市場的有效競爭將刺激并推動超級電容器技術的快速發(fā)展和應用;與此同時，超級電容器的生產及應用規(guī)模不斷擴大，也必然有利于降低超級電容終端使用客戶的成本。在產品價格已逐步透明化的市場上，競爭焦點主要集中在售前的產品技術方案支持以及售后服務等方面。

　　超級電容已經大批量應用于節(jié)能與新能源汽車(電驅動與制動能量回饋系統(tǒng))、風力發(fā)電(變槳系統(tǒng)后備

　　電源)、電力(微電網/配電自動化)、軍工(功率電源)等市場領域。

　　超級電容在全球市場的規(guī)模從2007年的40億美元(約合243.7億元人民幣)發(fā)展到2013年的120億美元(約合731億元人民幣)。

　　石墨烯技術的突破并應用在超級電容上，作為超級電容器的電極也使其在性能上有極大的提高，推動了超級電容市場的進一步發(fā)展。

　　石墨烯與超級電容

　　據專家介紹，2007年，美國權威雜志將超級電容器列為2006年世界十大科技發(fā)現(xiàn)之一，認為超級電容器是能量儲存領域的一項革命性發(fā)展?；钚蕴?、活性碳纖維等碳質材料是目前研究和應用最為廣泛的超級電容器材料，自從石墨烯成功制備以來，業(yè)界積極探索這種碳質新材料在超級電容器中的應用。

　　石墨烯具有極高的比表面積，石墨烯片層的兩邊均可以富集電荷形成雙電層，此外石墨烯皺褶及疊加效果，可以形成納米孔道和納米空穴，利于電解液的擴散，所以石墨烯基超級電容器具有良好的功率特性。

　　基于石墨烯擁有眾多優(yōu)良特性，例如超高導電性能和巨大的比表面積，石墨烯基材料已在超級電容器應用中展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

　　據每日科學網站近日報道，澳大利亞科學家用石墨烯制造出了一種更致密的超級電容，其使用壽命可與傳統(tǒng)

　　電池相媲美，且能量密度為現(xiàn)有超級電容的12倍，可廣泛應用于可再生能源存儲、便攜式電子設備以及電動汽車等領域。

　　莫納什大學材料工程學教授李丹(音譯)領導的研究團隊研制出了一種能量密度為60小時瓦/升的新型超級電容，其能量密度可為目前的超級電容的12倍左右，而其中所使用的的正是石墨烯。因為石墨烯的化學性能非常穩(wěn)定，而且導電性能卓越。

　　李丹團隊利用以前研發(fā)出的一種適應性石墨烯凝膠薄膜來制造新型超級電容中的致密電極。另外，他們使用傳統(tǒng)超級電容內的導體——液體電解質來控制亞納米尺度的石墨烯薄片之間的間隔。這種液體電解質有兩個作用：保持石墨烯薄片之間的微小間距以及導電。

　　與傳統(tǒng)“硬”的多孔碳很多不必要的大“孔”浪費了不少空間不同，李丹團隊使用石墨烯薄片制成的電極，在沒有損害多孔性的同時也讓能量密度達到了最大值。他們使用的方法與傳統(tǒng)造紙過程中使用的方法類似，這意味著這一方法很容易進行工業(yè)升級而且也具有成本優(yōu)勢。

　　超級電容器有著極為廣闊的發(fā)展空間，為推動低碳、環(huán)保、節(jié)能事業(yè)提供助力，在各類能源供應方面起到舉足輕重的作用。