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中国超级电容器市场达100亿元

: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,并且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。

随着社会经济的发展,人们对于绿色能源和生态环境越来越关注,超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其无可替代的优越性,越来越受到人们的重视。在一些需要高功率、高效率解决方案的设计中,人们已开始采用超级电容器来取代传统的电池。

超级电容器市场规模

2015年全球超级电容器市场规模达到173亿美元,分析机构预计,到2020年超级电容器市场将超923亿美元,年均复合增长率达到39%。

与多数工业核心基础零部件/元器件命运相似,超级电容器在我国的早期发展并未得到重视,一无核心技术,二无商业推广,三无产业应用。然而近几年国内超级电容器的市场规模逐年提升,2012-2015年间,国内超级电容器的市场规模从19.4亿元增长到超过70亿元,2016年市场规模有望达100亿元。随着国家政策支持力度的加大以及技术的不断升级,国产超级电容器将跻身世界前列。

超级电容器的特点和优势

超级电容器的原理并非新技术,常见的超级电容器大多是双电层结构,同电解电容器相比,这种超级电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比,超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。

除了可以快速充电和放电,超级电容器的另一个主要特点是低阻抗。当超级电容器被全部放电时,它将表现出小电阻特性,如果没有限制,它会拽取可能的源电流。因此,必须采用恒流或恒压充电器。

超级电容器优点:

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℃;

7. 可靠性高。

超级电容器缺点:

1. 成本高

2. 能量密度低。

国内外主要的生产企业

国外研究超级电容器起步较早,技术相对成熟,处于领先地位。美国的USMSC计划、日本的New Sunshine计划和欧洲的PNGU计划均将超级电容器列入开发内容。

政策助力超级电容器

2016年作为“十三五”的开局之年,超级电容器的利好消息不断。4月份工信部印发了《工业强基2016专项行动实施斱案》,首次将超级电容器列入扶持重点。

随后,《超级电容器用有机电解液规范》通过了国家行业标准审定会,此标准是我国超级电容器材料方面的首个行业标准,有助于超级电容器电解液的规范化,推动中国超级电容器产业的技术进步。

紧接着,工信部2016年第17号公告,发布了包括机械行业、汽车行业、电子行业等在内的587项行业标准。其中,包括《超级电容器分类及型号命名方法》电子行业标准。该标准自9月1日起正式实施,是我国第一项超级电容器领域的基础标准。

在国家发改委、国家能源局下发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》以及《能源技术革命重点创新行动路线图》中,也提出发展大容量超级电容储能技术。

《能源技术革命重点创新行动路线图》提出的具体目标:

1.开发新型电极材料、电解质材料及超级电容器新体系;

2.开展高性能石墨烯及其复合材料的宏量制备,探索材料结构与性能的作用关系;开发基于钠离子的新型超级电容器体系;

3.研究高能量混合型超级电容器正负电极制备工艺、正负极容量匹配技术;研发能源密度30Wh/kg、功率密度5000W/kg的长循环寿命超级电容器单体技术;

4.研究超级电容器模块化技术,突破大容量超级电容器串并联成组技术;

5.研究10MW级超级电容器储能装置系统集成关键技术,突破大容量超级电容器应用于制动能量回收、电力系统稳定控制和电能质量改善等的设计与集成技术。

超级电容器的创投机会

超级电容器产业链中,生产环节的原材料主要是正负电极/电解液和隔膜。其中双电层电容器的电极活性材料多为活性炭,其产业化技术主要掌握在西方发达国家手中。隔膜技术掌握在日本企业手中。电解液方面,国内暂无技术瓶颈。而其制作工艺:配料→混浆→ 制电极→裁片→组装→注液 →活化→检测→包装,整套流程的技术含量颇高,准入门槛较高。

超级电容器产业链:

目前的超级电容器几乎满足了投资机构对完美行业的全部想象——高技术成熟度、高产业完善度、广泛应用领域及较低的配置成本。但总体来讲,这个行业的准入门槛还有些高,独角兽潜质的企业并不多。投资机构要多关注那些耕耘已久的企业。

作为典型的资本密集型产业,超级电容器的关键技术仍需行业内企业的不断创新与突破。如何获得高性能、低成本炭材料将成为技术攻关的关键;其次,作为超级电容器核心技术,高电导率电解液的技术突破也同样重要。

与拥有成熟经验的国外企业相比,国内企业在生产、制作和管控上还有一定差距。国内企业只有从全产业链上寻找市场突破口,结合自身优势针对细分市场研发高性价比的产品,才能与国外企业竞争。

国内企业在不断提高性能等关键技术的同时,还应积极扩大生产规模以达到较佳的规模效益,降低使用成本,并且深入了解不同行业的应用需求,针对性地研究开发技术解决方案。

总结:

市场地位必须由产品说话,未来的蛋糕如何切分是企业综合实力的较量。处在天时地利人和背景下的国内超级电容器企业,能否占据资本和技术优势,进而引领产业发展风向标,我们拭目以待。 

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