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2017年全球超級電容器行業分析
2017/4/12 10:24:16 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:超級電容器是從上世紀七、八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種電化學元件。它不同于傳統的化學電源,是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源,主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。早在1879年,Helmholz發現超級電容器是從上世紀七、八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種電化學元件。它不同于傳統的化學電源,是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源,主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。
早在1879年,Helmholz發現了雙層電容性質,提出了雙電層的概念,但是雙電層用于能量的存儲僅僅是近幾十年的事。1957年Bcker首先提出了可以將較小的電容器用做儲能器件,其具有接近于電池的比能量。1968年標準石油公司Sohio首先提出了利用高比表面積碳材料制作雙層電容器的專利,并將該專利技術轉讓給NEC公司,NEC公司在1979年開始生產超級電容器用于電動汽車的啟動系統。幾乎同時,松下公司研究了以活性炭為電極材料,以有機溶液為電解質的超級電容器,此后超級電容器開始大規模的產業化,之后又推出了各種各樣的超級電容器。
超級電容器作為產品已趨于成熟,其應用范圍也不斷拓展,在工業、消費電子、通訊、醫療器械、國防、軍事裝備、交通等領域得到越來越廣泛的應用。從小容量的特殊儲能到大規模的電力儲能,從單獨儲能到與蓄電池或燃料電池組成的混合儲能,超級電容器都展示出了獨特的優越性。美、歐、日、韓等發達國家和地區對超級電容器的應用進行了卓有成效的研究。
超級電容器以其大容量、高功率、長壽命、成本低廉、環境友好等優越的性能,可以部分或全部替代傳統的化學電池,并且具有比傳統的化學電池更加廣泛的用途。超級電容的技術不斷發展,推動其應用范圍從最初的電子設備領域擴展到動力領域、儲能領域。
2015年全球超級電容器市場規模達到160億美元,預計未來五年的年復合增長率有望達到21.3%。2008-2015年全球超級電容市場規模
資料來源:智妍數據中心整理
超級電容是第三代儲能裝置,第一代為機械式儲能,如飛輪、發條等;第二代為化學式儲能,如鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等;而第三代就是以超級電容為代表的物理式儲能裝置。超級電容的兩大優點是快速充電和電能回收。在快速充電方面,使用超級電容對手機進行充電僅需2秒鐘,而對儲能式輕軌列車充電僅需20余秒鐘就能滿足正常運用。在電能回收方面,以港口的起重吊機為例,其一次吊起上百噸的貨柜要消耗大量的電能,而其在落下時的能量基本被電阻裝置等消耗掉,如果采用超級電容進行勢能轉換電能的回收,約可實現高達80%的電能回收再利用,其綠色、節能、環保的成效相當突出。
超級電容滲透率將快速提升
資料來源:Maxwell公告
超級電容與傳統電池的比較-超級電容器鋰離子電池鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳氫電池燃料電池充電時間(h)1秒~幾分鐘3~44~124~1012~36-重復充放電(次)>50萬1000400~600400~500>500>500工作電流極高中高高高低記憶效應無很輕微輕微有有輕微電壓<2.5V4.2V6,12,24V1.2V1.2V<1V能量密度(Wh/g)4~10100-200305060~80>200功率密度(W/kg)>1000>1000<1000>1000>100035-1000安全性優差一般良良差環境零污染低污染有污染有污染低污染零污染資料來源:公開資料整理
超級電容廣泛運用于消費電子、軌道交通、城市公交系統、國防與航天、起重機械勢能回收、發電與智能電網等領域。超級電容是全球科技產業關注的焦點。正是鑒于超級電容卓越的綠色、節能、環保優勢,近年來,韓國、美國、日本等國就超級電容已開展了大量研究工作,目前全球已有十幾家超級電容器生產商,可以提供多種類的超級電容產品。
超級電容器具有長壽命、高能量密度同時可提供超大功率,且兼備電容和電池特性的新型元件。消費電子、新能源汽車、風力發電、電力設備、工程機械和軌道交通等領域的應用將大幅拉動超級動容的市場需求。
超級電容器重點應用領域一覽
資料來源:公開資料整理
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