近年來，超級電容器產(chǎn)業(yè)化受到各國重視。在超級電容器的產(chǎn)業(yè)化方面，美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術積累，目前處于領先地位。如美國的Maxwell，日本的Nec、松下、Tokin和俄羅斯的Econd公司等，這些公司目前占據(jù)著全球大部分市場。國外主要的生產(chǎn)企業(yè)有：美國的Maxwell公司，俄羅斯的Econd公司、Elit公司，日本的Elna公司、Panasonic公司、Nec-Tokin公司，韓國的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。

    美國、日本、韓國等國家一直致力于開發(fā)高比功率和高比能量的超級電容器。在超級電容器的研究中，許多工作都是開發(fā)在各種電解液中有較高比能量的電極材料。目前應用于超級電容器的材料主要有碳基材料、金屬氧化物及水合物材料和導電聚合物材料三種。

    國外研究超級電容器起步較早，技術相對比較成熟。它們均把超級電容器項目作為國家級的重點研究和開發(fā)項目，提出了近期和中長期發(fā)展計劃。俄羅斯的Esma公司是生產(chǎn)無機混合型超級電容器的代表，然而，Esma公司目前還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)能力。此外，俄羅斯的Elit公司、法國的Saft公司、美國的Cooper公司、日本的Nec公司和松下公司也投入巨大資金對大容量超級電容器進行規(guī)模化生產(chǎn)的研究。

    2007年，全球紐扣型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為10.2億美元，卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為34.8億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為45億美元，同比增長45%;預計2008年全球紐扣型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為15.3億美元，卷繞型和大型超級電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為52.2億美元，超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為67.5億美元，同比增長50%。

    近年來，由于看好這一領域廣闊的應用前景，中國一些公司也開始積極涉足這一產(chǎn)業(yè)，并已經(jīng)具備了一定的技術實力和產(chǎn)業(yè)化能力。國內(nèi)從事大容量超級電容器研發(fā)的廠家共有50多家，然而，能夠批量生產(chǎn)并達到實用化水平的廠家只有10多家。上海奧威科技開發(fā)有限公司開發(fā)的“車用超級電容器”，在技術水平上較為先進。通過與國外廠商產(chǎn)品對比，奧威產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品的電性能和物理性能較為接近，某些性能已經(jīng)超過了國外同類產(chǎn)品�？傮w上看，該公司的產(chǎn)為接近，某些性能已經(jīng)超過了國外同類產(chǎn)品。總體上看，該公司的產(chǎn)品已達到了同類產(chǎn)品的國際先進水平。

    目前，國內(nèi)廠商大多生產(chǎn)液體雙電層電容器，重要企業(yè)有錦州富辰公司、北京集星公司、上海奧威公司等十多家。錦州富辰公司是國內(nèi)最大的超級電容器專業(yè)生產(chǎn)廠，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級電容器。北京集星公司可生產(chǎn)卷繞型和大型電容器。據(jù)稱，國產(chǎn)超級電容器已占有中國市場60%-70%的份額。

    除此之外，國內(nèi)也有其他數(shù)家超級電容器供應商，如哈爾濱巨容新能源公司等等，這些公司均是近兩年成立，并在各自擅長的領域進行產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品市場推廣工作。同時，國內(nèi)的江西、江蘇、河南、陜西和天津等省市也紛紛出臺相關政策，支持本省市企業(yè)積極進軍超級電容器這種新興的儲能元件市場，如中國電子元器件百強之一的江西信達電子公司也正在尋求合作伙伴，以期共同進行超級電容器的生產(chǎn)。

    2005年，中國超級電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達到3.9億元，較2004年的2.48億元增長57.2%，其中，紐扣型超級電容器為4000萬元，卷繞型和大型超級電容器為3.5億元;2006年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達到5.7億元，增速高達46.2%，其中，紐扣型超級電容器市場規(guī)模為9000萬元，卷繞型和大型超級電容器為4.8億元;2007年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達到8.6億元，增速高達50%，其中，紐扣型超級電容器市場規(guī)模為1.4億元，卷繞型和大型超級電容器為7.2億元;預計2008年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模可達13.3億元，增速可達55%，其中，紐扣型超級電容器市場規(guī)模可達2.1億元，卷繞型和大型超級電容器市場規(guī)模可達11.2億元。由于新興公司不斷涌現(xiàn)，超級電容器在國內(nèi)的大規(guī)模應用也漸行漸近。國內(nèi)供應商正積極地從不同角度來應對規(guī)模應用所面臨的問題。

    提高產(chǎn)品的安全性也為供應商所重視。特別是在大功率應用方面，國內(nèi)某家超級電容器公司的高層指出，在安全性問題上，超級電容器雖然可能發(fā)生內(nèi)部短路，但他指出，只要每個超級電容器都配備電路管理系統(tǒng)，就可及時發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題。

    在克服大功率應用超級電容器一次性投入成本較高的問題上，國內(nèi)供應商也在提高其性價比方面積極努力。以鉛酸蓄電池為例，目前一般可充放電5000次，但超級電容器理論上的充放電次數(shù)可達數(shù)萬次乃至數(shù)十萬次，就實際水平而言，國內(nèi)廠商中上海奧威科技的超級電容器已經(jīng)可以實現(xiàn)充放電20000次。這樣一來，如果超級電容器在使用壽命上是蓄電池的4-5倍，而價格卻僅為其3倍左右的話，就可以體現(xiàn)出更具競爭優(yōu)勢的性價比來。

    市場需求有巨大潛力

    21世紀，隨著全球氣候變暖，資源缺乏，全世界各個國家和地區(qū)都在研發(fā)新的綠色環(huán)保型能源，而超級電容器生產(chǎn)所用的材料普遍為綠色環(huán)保。因此，超級電容器作為本世紀重點發(fā)展的新型儲能產(chǎn)品之一，正在為越來越多的國家和企業(yè)爭相研制和生產(chǎn)。10年前，超級電容器每年只能賣出去很少的數(shù)量，而且價格很貴，大約1美元-2美元/法拉，現(xiàn)在，超級電容器已經(jīng)作為標準產(chǎn)品大批量供應市場，價格也大大降低，平均0.01美元-0.02美元/法拉。

    高端的多功能三相電能表由于數(shù)據(jù)存儲量大于普通電能表，而傳統(tǒng)的鋰電池會出現(xiàn)沒電的狀況，從而導致了超級電容器在電能表上的應用。同時，隨著需要存儲與備份的重要數(shù)據(jù)的增加，最早采用0.1F的電容就能完成數(shù)據(jù)存儲的任務，如今已需要0.22F或0.33F才能完成，一只表上甚至要用到3～4只超級電容器。由此可以看出，儀表行業(yè)的新發(fā)展有力促進了超級電容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    由于超級電容器具有充放電速度快、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，有希望成為本世紀新型的綠色能源。因此，由于受需求和利潤的驅使，中國廠商紛紛推出產(chǎn)能擴張項目，產(chǎn)品也更加全面，產(chǎn)能正節(jié)節(jié)攀升。即使如此，由于目前國內(nèi)能規(guī)模生產(chǎn)的廠家較少，國內(nèi)年供應量不到500萬只，這樣的生產(chǎn)規(guī)模遠遠無法滿足國內(nèi)市場的需求，所以國內(nèi)大多數(shù)用戶還是通過進口來滿足需要。在市場需求迅速增長的強力推動下，國內(nèi)現(xiàn)有的超級電容器生產(chǎn)企業(yè)正積極融資擴產(chǎn)，國際超級電容器生產(chǎn)大鱷也把戰(zhàn)略投資的目光鎖定中國，而相關的生產(chǎn)企業(yè)(如鋁電解電容器生產(chǎn)企業(yè))也正躍躍欲試準備介入這一新興市場。目前在廣東、深圳有數(shù)十家代理商在經(jīng)銷國外品牌的超級電容器，而同樣規(guī)格指標要求的國外電容器的價格平均要高出國內(nèi)價格的2/3左右，國內(nèi)不能批量生產(chǎn)的型號其價格更是高得離奇。

    在紐扣型超級電容器市場中，海外產(chǎn)品幾乎占據(jù)了90%以上的份額，競爭異常激烈。中國廠商正采取替代手段，利用低價策略(約為國外產(chǎn)品的40%—60%)、快速供貨、完善銷售布局、對中國終端應用市場更加熟悉、技術支持與服務優(yōu)于國際品牌等各種優(yōu)勢來爭奪市場。目前在卷繞型和大型超級電容器方面，中國產(chǎn)品的技術水平與國際接近，市場份額較為理想。

    業(yè)內(nèi)專家預測，目前中國市場的年需求量可達2150萬只，約1.2億瓦時，且每年都在以約50%的速度增長;整個亞太地區(qū)的年需求量超過9000萬只，約5.4億瓦時，增長速度約為90%;全球的年需求量約為2億只，約12億瓦時，增長速度約為160%。由此可知，市場前景非常廣闊。美國市場研究公司Frost&Sullivan發(fā)布的一份報告預計，2002年到2009年之間，全球超級電容器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量和銷售收入這兩項數(shù)據(jù)將分別以157%和49%的年復合增長率保持高速增長。目前，超級電容器占世界能量儲存裝置(包括電池、電容器)的市場份額不足1%，在我國所占市場份額約為0.5%，因此超級電容器存在著巨大的市場潛力。

    新技術應用嶄露頭角

    超級電容器在需要更高效更可靠電源的新技術領域中逐漸嶄露頭角而超級電容公交電車的出現(xiàn)，有效解決了這一難題。超級電容器已成為改善傳統(tǒng)電車缺陷，發(fā)揮其零排放、節(jié)能、低成本、低噪音等優(yōu)點的一種先進的儲能裝置。超級電容公交電車是以超級電容器為動力電源的新型節(jié)能電車，車輛保持了無軌電車的優(yōu)點，沒有任何排放，同時無軌無線，完全滿足了現(xiàn)代化綠色環(huán)保公交的需要。

    新能源汽車是全球汽車行業(yè)重點關注的領域，超級電容是其要害部件。盡管超級電容誕生的時間不長，國際上對這項新技術的研究還處于探索階段，關鍵性能指標還有待進一步提升。然而，我國卻在超級電容公交電車的應用方面領先一步。

    2006年8月28日，上海11路超級電容公交電車，即“上�？萍嫉巧叫袆佑媱澇�級電容公交電車示范線”投入運營，在實際應用領域走在了世界前列。該車采用上海奧威科技公司開發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權的超級電容器。因此，國產(chǎn)超級電容器受到了國內(nèi)外同行的廣泛關注。

    運營中的超級電容客車，整體布局與申沃柴油客車基本相同。駕駛操作區(qū)的儀表臺也與普通客車沒什么差別，只是儀表臺正中的一塊液晶顯示屏，顯示出此車的與眾不同。該車單車實際耗電每公里0.88千瓦時，比普通無軌電車節(jié)能60%，比設計標準節(jié)能20%。每百公里收益比普通電車提高70%，經(jīng)濟效益大大高于燃油客車。這種零排放且沒有像鉛酸蓄電池那樣對環(huán)境造成二次污染的新能源客車，前景十分看好。

    盡管目前超級電容客車價格比普通公交車高一些，但隨著應用范圍的逐步擴大，工藝技術的不斷改進，生產(chǎn)成本的日益減少，進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段后，價格還可以大幅度下降。再者，還可以對該車的重量、體積、底盤結構以及各關鍵部件的匹配進行系統(tǒng)優(yōu)化，從而進一步降低單車成本。由此可以預言，為期不久，質(zhì)優(yōu)價廉的新能源客車一定能夠迅速普及。而且，隨著技術的不斷改進和日趨成熟，綠色環(huán)保的新能源轎車和新能源貨車也會大批涌現(xiàn)，多種類大批量的電動車輛必將在中國大地及世界各地承載希望駛向未來，超級電容器也必將具有更加廣闊遠大的市場前景。

    新型儲能裝置具有超級儲電能力

    超級電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲能電容、法拉電容、電化學電容器或雙電層電容器(英文名稱為EDLC，即ElectricDoubleLayerCapacitors)，是靠極化電解液來儲存電能的新型電化學裝置。它具有電阻很小、壽命超長、安全可靠、儲能巨大、充電快速的特點。它是近十幾年隨著材料科學的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲能元件，其批量生產(chǎn)不過幾年時間。世界著名科技期刊美國《探索》雜志2007年1月號，將超級電容器列為2006年世界七大技術發(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，并將在某些領域取代傳統(tǒng)蓄電池。

    超級電容之所以有巨大的電容量，是由于電容是以將電荷分割開來的方式儲存能量的。儲存電荷的面積越大，電荷被隔離的距離越小，電容量越大。超級電容是從多孔碳基電極材料得到其儲存電荷面積的，這種材料的多孔結構使它每克重量的表面積可達2000平方米。而超級電容中電荷分隔的距離是由電解質(zhì)中的離子大小決定的，其值小于10埃。巨大的表面積加上電荷之間非常小的距離，使得超級電容有很大的電容量。一個超級電容單位的電容值，可以從一法拉至幾千法拉。

    超級電容作為一種新型儲能裝置，具有超級儲電能力。在儲能機理上，它是高度可逆的，壽命很長，可以千萬次反復地沖、放電，而且具有很大的電流，此外具有很寬的電壓范圍和工作溫度范圍。它兼具傳統(tǒng)電容器的大電流快速充放電特性與電池的儲能特性，填補了普通電容器與電池之間比能量與比功率的空白，其放電比功率較蓄電池高近十倍，彌補了鋁電解電容和可充電電池之間的技術缺口，同時又克服了兩者的缺陷，既具有電池的能量貯存特性，又具有電容器的功率特性，它比傳統(tǒng)電解電容器的能量密度高上千倍，可達1000W/kg數(shù)量級，而漏電流小數(shù)千倍。它具有高至數(shù)千法拉甚至上萬法拉的超大電容量，儲電能量大、時間長;能夠瞬間釋放數(shù)百至數(shù)千安培電流，大電流放電甚至短路也不會對其有任何影響;可充放電10萬次以上而不需要任何維護和保養(yǎng)，壽命長達十年以上。它可用于以極大電流瞬間放電的工作狀態(tài)，而不易產(chǎn)生發(fā)熱著火等現(xiàn)象;充電時間很短，可在幾秒之內(nèi)完成，是一種理想的大功率二次電源。它可在極低溫等極端惡劣的環(huán)境中使用，并且無環(huán)境污染，具有安全可靠、適用范圍寬、綠色環(huán)保、易維護等特點，是改善和解決電能動力應用的突破性元器件。

    新材料催生高端新產(chǎn)品

    從結構上看，超級電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對超級電容器的性能起著決定性的影響，采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。

    2007年1月16日，美國得克薩斯州一家研制電動汽車儲能裝置，名為EEStor的公司打破沉默，對外宣告了他們“里程碑”式的成果：他們的自動生產(chǎn)線已經(jīng)由獨立的第三方分析驗收，其產(chǎn)品的關鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化，純度達到了99.9994%。這一技術一旦進入成熟的工業(yè)生產(chǎn)，他們所研制的新型超級電容器動力系統(tǒng)將替代包括從電動汽車到筆記本電腦的一切電化學電池。人們最初懷疑EEStor公司這一成果的可信度，但現(xiàn)在看來，他們還真不太像是在“吹�！�。按照2006年4月發(fā)表的專利，EEStor這種能量存儲裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。從技術上說，它并不是電池，而是一種超級電容器，它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個電動車走500英里，電費只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機車走相同里程則要花費60美元。

    與傳統(tǒng)的電化學電池相比，超級電容器有很多好處。它可以無限制地接受無數(shù)次放電和充電，換句話說，超級電容器沒有“記憶”。但是，一般的超級電容器也有其弱點，就是能量存儲率有限，今天市場上的高端超級電容器每0.4536千克的存儲能量只有鋰電池的1/25。

    而EEStor開發(fā)的超級電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲能量的能力大大提高。EEStor公司負責人聲稱，該超級電容器每公斤所存儲的能量可達0.28千瓦時，相比之下，每公斤鋰電池是0.12千瓦時，鉛酸電池只有0.032千瓦時，這就讓超級電容器有了可用在從電動車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領域的可能。好的鉛酸電池能充電500～700次，而根據(jù)EEStor的聲明，新的超級電容器可反復充電100萬次以上，也不會出現(xiàn)材料降解問題。而且，由于它不是化學電池，而是一種固體狀態(tài)的能量儲存系統(tǒng)，不會出現(xiàn)鋰電池那種過熱甚至爆炸的危險，沒有安全隱患。

    有評論說，這一發(fā)明的意義相當重大，該突破不僅從根本上改變了電動車在交通運輸中的位置，也將改進諸如風能、太陽能等間歇性能源的利用性能，增進了電網(wǎng)的效率和穩(wěn)定性，滿足人們能源安全的需求，減少對石油的依賴。顯然，該突破也對下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司負責人暗示，他們的技術不僅適用于小型旅客電動車，還可能取代220500瓦的大型汽車。<