第一節(jié) 2011-2012年中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài) 分析
一、第二屆上海國(guó)際電池產(chǎn)品及技術(shù)展亮點(diǎn)聚焦
作為中國(guó)最具影響力的電池和超級(jí)電容器 行業(yè) 貿(mào)易平臺(tái)之一，第二屆中國(guó)上海國(guó)際電池產(chǎn)品及技術(shù)展覽會(huì)、2010中國(guó)（上海）國(guó)際超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)于4月8－10日在上海光大會(huì)展中心舉行。此屆展會(huì)由中國(guó)電子學(xué)會(huì)、廣東省電源 行業(yè) 協(xié)會(huì)、振威展覽集團(tuán)聯(lián)合主辦，總展出面積達(dá)15000多平方米，300多家參展商的上千種成品、設(shè)備集中亮相。
電池產(chǎn)業(yè)正處在經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇后的全新發(fā)展階段，蘊(yùn)藏著無(wú)限的商機(jī)和潛力。作為中國(guó)第二大規(guī)模、華東地區(qū)最專(zhuān)業(yè)的上海電池展，已吸引了全球大部分知名電池成品、原材料、生產(chǎn)設(shè)備、超級(jí)電容器及相關(guān)領(lǐng)域供應(yīng)商參與，如雷天能源、海特集團(tuán)、中航、達(dá)力、吉陽(yáng)、蘭格、鴻寶、贏合、駿泰、羅斯、千里馬、井上、豪杰特、弗魯克、明科、久兆、譜尼、新太行、冠宇、環(huán)利、云飛、虹達(dá)、森塬、立塬、巨容、百納、凱美、合達(dá)等將向全球通信、電信電力、電子信息、交通運(yùn)輸?shù)?行業(yè) 展示領(lǐng)先的電池產(chǎn)品與技術(shù)設(shè)備。
世界級(jí)的鋰電池和電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)龍頭企業(yè)的雷天能源集團(tuán)訂下了360平方米的全場(chǎng)最大參展面積，而同樣以展位規(guī)模高調(diào)亮相的，還包括贏合、蘭格、鴻寶、達(dá)力的180平方米展位，吉陽(yáng)自動(dòng)化、七星華創(chuàng)的135平方米展位。新能源電器產(chǎn)業(yè)是新時(shí)代的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景不可限量?；匾园l(fā)展超級(jí)電容器為重點(diǎn)、同步發(fā)展以綠色電池、太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為代表的新能源電器以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)，成為全國(guó)領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)外知名、自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、特色鮮明的新能源電器(超級(jí)電容器)產(chǎn)業(yè)基地。
展會(huì)主辦方根據(jù)參展商和專(zhuān)業(yè)買(mǎi)家的個(gè)性需求實(shí)行“一對(duì)一”服務(wù)，力邀鋰電池、鉛酸蓄電池、超級(jí)電容器、電動(dòng)車(chē)、UPS電源、光電儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的海內(nèi)外采購(gòu)商前來(lái)觀展，深入挖掘 行業(yè) 資源，實(shí)現(xiàn)商貿(mào)有效對(duì)接。臺(tái)灣電池協(xié)會(huì)、上海電動(dòng)車(chē) 行業(yè) 協(xié)會(huì)、安徽電動(dòng)車(chē) 行業(yè) 協(xié)會(huì)、常州電動(dòng)車(chē) 行業(yè) 協(xié)會(huì)、浙江自行車(chē) 行業(yè) 協(xié)會(huì)、上海電子商會(huì)等機(jī)構(gòu)也大力支持本屆展會(huì)，紛紛組團(tuán)參觀采購(gòu)。
展會(huì)期間，針對(duì)國(guó)內(nèi)外電池標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證、鋰電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、金融危機(jī)下企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)策略、汽車(chē)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、動(dòng)力電池制造系統(tǒng)、蓄電池產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵因素等業(yè)界所關(guān)注的話題，主辦機(jī)構(gòu)精心策劃多場(chǎng)專(zhuān)題研討會(huì)和講座，同期舉辦2010中國(guó)電池技術(shù)創(chuàng)新（上海）論壇，“中國(guó)鋰電之父”陳立泉教授等將和500余名業(yè)界精英匯聚，共同探討中國(guó)電池、超級(jí)電容器創(chuàng)新主題。借助上海世博會(huì)毗鄰舉辦的良機(jī)，第二屆上海電池展成為提升市場(chǎng)品牌形象、拓展商品銷(xiāo)售渠道、吸引國(guó)內(nèi)外投資、增強(qiáng)市場(chǎng)信心的新引擎。
二、超級(jí)電容公交車(chē)節(jié)省能耗情況
在上海的公交汽車(chē)站，一輛公交車(chē)完全依靠超級(jí)電容器提供的電力行駛。每次充電后，公交車(chē)雖然只能行駛3-5英里，但超級(jí)電容器允許公交車(chē)在指定的公交車(chē)站進(jìn)行快速充電。———這個(gè)中美合資項(xiàng)目正向世人證明快速充電公交車(chē)的種種好處。
新能源系列之一
在上海的公交汽車(chē)站，一輛公交車(chē)完全依靠超級(jí)電容器提供的電力行駛。每次充電后，公交車(chē)雖然只能行駛3-5英里，但超級(jí)電容器允許公交車(chē)在指定的公交車(chē)站進(jìn)行快速充電。———這個(gè)中美合資項(xiàng)目正向世人證明快速充電公交車(chē)的種種好處。
多年來(lái)，公交公司采取各種辦法，試圖減少其公交汽車(chē)隊(duì)的碳足跡(指在整個(gè)生命周期中所釋放的溫室氣體總量)：從生物燃料到氫電池，再到混合動(dòng)力電動(dòng)柴油。現(xiàn)在，一家中國(guó)公司及其美國(guó)合作伙伴表示，超級(jí)電容器在為市內(nèi)公交車(chē)供電時(shí)，能夠提供最環(huán)保和最經(jīng)濟(jì)的方式。
燃油費(fèi)用可省20萬(wàn)美元
公司總部在維吉尼亞州阿靈頓 的S inautec A utom obileTechnologies與其中方的合作伙伴上海奧威科技開(kāi)發(fā)有限公司花了三年的時(shí)間，在上海郊區(qū)用17輛市內(nèi)公交車(chē)證明了其研發(fā)成果。10月21日，兩家公司在華盛頓一所美國(guó)大學(xué)內(nèi)進(jìn)行了一天的展示，一輛依靠超級(jí)電容器行駛的擁有11座的小型公交車(chē)帶著乘客穿梭在校園中。
與那些需要不斷接觸架空電力線路的傳統(tǒng)無(wú)軌電車(chē)不同，Sinautec的超級(jí)電容公交車(chē)每隔2-3英里就會(huì)在指定的充電站——— 兼具公交車(chē)站的功能——— 進(jìn)行充電。當(dāng)停靠在這些站時(shí)，公交車(chē)頂部的集電器上升幾英尺，觸及架空線進(jìn)行充電。只需幾分鐘，位于公交車(chē)座位下的超級(jí)電容器就充電完成了。
公交車(chē)也可以從剎車(chē)中獲取能量。葉丹稱(chēng)，這些公交車(chē)使用的電力比無(wú)軌電車(chē)少了40%，主要是因?yàn)樗鼈兊闹亓扛p，并且具有再生制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。在目前的石油和電力價(jià)格的基礎(chǔ)上，超級(jí)電容公交車(chē)與那些依靠燃料行駛的常規(guī)公交車(chē)相比，在汽車(chē)12年的使用壽命中，頗具競(jìng)爭(zhēng)力。Sinautec公司估計(jì)，一輛超級(jí)電容公交車(chē)消耗的能量是一輛柴油公交車(chē)消耗能量的十分之一，并且，在其使用壽命期間，節(jié)省的燃油費(fèi)用能達(dá)到20萬(wàn)美元。
超級(jí)電容公交車(chē)也比鋰離子電池公交車(chē)便宜。把鋰離子公交車(chē)作為標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)我們公交車(chē)的價(jià)格便宜了40%，并且可靠性評(píng)估更優(yōu)越。
當(dāng)然，不可回避的一個(gè)問(wèn)題是：最好的超級(jí)電容器儲(chǔ)存的能量大約只占鋰離子電池本身容納量的5%，這使它們每次充電后的行駛范圍都被限制在幾英里。
這是一個(gè)偉大的構(gòu)想，超級(jí)電容器對(duì)于純電動(dòng)車(chē)并非完全適合，但讓公交車(chē)每隔幾個(gè)街區(qū)停一下是可行的。
突破能量?jī)?chǔ)存瓶頸
在上海試用的公交車(chē)是由FotonA m erica巴士公司———總部設(shè)在田納西的德國(guó)鎮(zhèn)(G erm antow n)制造的，其使用的是由上海奧威科技開(kāi)發(fā)有限公司制造的超級(jí)電容器。該電容器是由活性炭制成的，能量密度為每千克6瓦特時(shí)。(相較之下，高性能鋰離子電池可以達(dá)到每千克200瓦特時(shí)。)FotonA m erica巴士公司的首席執(zhí)行官克利福德•克萊爾說(shuō)“目前在上海使用的這些公交車(chē)連續(xù)三年沒(méi)有發(fā)生過(guò)任何事故、任何故障，這在公交車(chē) 行業(yè) 是一種奇跡。”
到目前為止，我們能夠讓現(xiàn)有超級(jí)電容器的能量密度翻倍，但這還不夠，正試圖達(dá)到現(xiàn)有能量密度的5倍左右。
還有其他一些限制，當(dāng)空調(diào)開(kāi)啟時(shí)，41座的公交車(chē)將縮短35%的行駛距離。但即使如此，對(duì)于市內(nèi)、校園、機(jī)場(chǎng)、旅游等公交車(chē)而言，超級(jí)電容公交車(chē)仍是高效的。
去掉“辮子”的電車(chē)能耗僅為燃油車(chē)的1/3
上海老西門(mén)車(chē)站上一輛沒(méi)有“辮子”的11路電車(chē)吸引不少市民駐足觀看。這也是全球首條投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的超級(jí)電容車(chē)公交線路。
超級(jí)電容公交車(chē)外觀與普通電車(chē)相似，只需在公交車(chē)?？空緯r(shí)就能完成電流補(bǔ)給。車(chē)上的駕駛儀表盤(pán)也實(shí)現(xiàn)了智能化：筆記本電腦大小的觸摸式電腦屏，替代了原有的排擋、油表、電表和里程表。超級(jí)電容車(chē)還是節(jié)能“小衛(wèi)士”。在開(kāi)啟空調(diào)的情況下，每輛電容公交車(chē)每公里的耗能僅為1.4度，能耗費(fèi)用也僅為燃油汽車(chē)的33%，在剎車(chē)制動(dòng)時(shí)還能回收40%的能量。
三、超級(jí)電容器改善汽車(chē)啟動(dòng)性能
超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)應(yīng)用可以提高機(jī)車(chē)的啟動(dòng)性能，將超級(jí)電容（450F/16.2V）與12V、45Ah的蓄電池并聯(lián)啟動(dòng)安裝1.9升柴油機(jī)的汽車(chē)，在10攝氏度時(shí)平穩(wěn)啟動(dòng)，盡管在這種情況中，當(dāng)不連接超級(jí)電容器，蓄電池也可以啟動(dòng)，但采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度和性能都非常得好。由于電源的輸出功率的提高，啟動(dòng)速度由僅用蓄電池時(shí)的啟動(dòng)速度300rpm，增加到450rpm；尤其在提高汽車(chē)在冷天的起動(dòng)性能（更高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）上，超級(jí)電容器是非常有意義的，在零下20攝氏度時(shí)，由于蓄電池的性能大大下降，很可能不能正常啟動(dòng)或需多次啟動(dòng)才能成功，而超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)則僅需一次點(diǎn)火。其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。
1 蓄電池存在的問(wèn)題
蓄電池是汽車(chē)中的關(guān)鍵的電器部件，其性能直接影響汽車(chē)的啟動(dòng)?，F(xiàn)在的汽車(chē)啟動(dòng)無(wú)一例外地采用啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式。在啟動(dòng)過(guò)程中特別是在啟動(dòng)瞬間，由于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，不產(chǎn)生感生電勢(shì)，故啟動(dòng)電流為：1=E/Rm+Rs+R[size=-3]l
其中：E為蓄電池空載端電壓，RM為啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電樞電阻、RB為蓄電池內(nèi)阻、RL為線路電阻。
由于RM、RB、RL均非常低，啟動(dòng)電流非常大。例如用12V、45Ah的蓄電池啟動(dòng)安裝1.9升柴油機(jī)的汽車(chē)，蓄電池的電壓在啟動(dòng)瞬間由12.6V降到約3.6V！啟動(dòng)過(guò)程的蓄電池電壓波形如圖a；啟動(dòng)瞬時(shí)的電流達(dá)550A，約為蓄電池的12C的放電率！啟動(dòng)過(guò)程的蓄電池電流波形如圖b，（電流傳感器的電流/電壓變換比率：100A/V）。盡管車(chē)用蓄電池是啟動(dòng)專(zhuān)用蓄電池，可以高倍率放電，但在圖a1中可以看出，10倍以上的高倍率放電時(shí)的蓄電池性能變得很差，而且，如此高倍率放電對(duì)蓄電池的損傷也是非常明顯的。啟動(dòng)過(guò)程的電壓劇烈變化也是極強(qiáng)的電磁干擾，可以造成電氣設(shè)備的“掉電”，迫使電氣設(shè)備在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后重新上電，計(jì)算機(jī)在這個(gè)過(guò)程中非常容易死機(jī)。因此，無(wú)論從改善汽車(chē)電氣設(shè)備的電磁環(huán)境還是改善汽車(chē)的啟動(dòng)性能和蓄電池的性能、延長(zhǎng)使用壽命來(lái)考慮，改善汽車(chē)電源在啟動(dòng)過(guò)程的性能是必要的。
圖a
圖b
問(wèn)題的解決方案可以加大蓄電池的容量，但需要增加很多，使體積增大，這并不是好的解決方案。將超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。
2 超級(jí)電容器原理及特點(diǎn)
2.1 超級(jí)電容器原理
超級(jí)電容器是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的電容量極大的電容器。根據(jù)電容器的原理，電容量取決于電極間距離和電極表面積，為了得到如此大的電容量，超級(jí)電容器盡可能地縮小電極間距離、增加電極表面積。為此采用了雙電層原理和活性炭多孔化電極，超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)如圖c。雙電層介質(zhì)在電容器兩電極施加電壓時(shí)，在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶電荷相反的電荷并被束縛在介質(zhì)界面上，形成事實(shí)上的電容器的兩個(gè)電極，如圖d，很明顯，兩電極的距離非常小，僅幾納米，同時(shí)活性炭多孔化電極可以獲得極大的電極表面積，可以達(dá)到200m2/克。因而這種結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器具有極大的電容量并可以存儲(chǔ)很大的靜電能量。就儲(chǔ)能而言，超級(jí)電容器的這一特性是介于傳統(tǒng)的電容器與電池之間。
當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過(guò)電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過(guò)程始終是物理過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。
圖c
圖d
2.2 主要特點(diǎn)
盡管超級(jí)電容器能量密度是蓄電池的5%或是更少，但是這種能量的儲(chǔ)存方式可以應(yīng)用在傳統(tǒng)蓄電池不足之處與短時(shí)高峰值電流之中。相比電池來(lái)說(shuō)，這種超級(jí)電容器有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：
電容量大，超級(jí)電容器采用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極，與電解液接觸的面積大大增加，根據(jù)電容量的計(jì)算公式，兩極板的表面積越大，則電容量越大。因此，一般雙電層電容器容量很容易超過(guò)1F，它的出現(xiàn)使普通電容器的容量范圍驟然躍升了3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，目前單體超級(jí)電容器的最大電容量可達(dá)5000F。
充放電壽命很長(zhǎng)，可達(dá)500000次，或90000小時(shí)，而蓄電池的充放電壽命很難超過(guò)1000次；可以提供很高的放電電流，如2700F的超級(jí)電容器額定放電電流不低于950A，放電峰值電流可達(dá)1680A，一般蓄電池通常不能有如此高的放電電流，一些高放電電流的蓄電池在如此高的放電電流下的使用壽命將大大縮短。
可以數(shù)十秒到數(shù)分鐘內(nèi)快速充電，而蓄電池在如此短的時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電將是極危險(xiǎn)的或是幾乎不可能。
可以在很寬的溫度范圍內(nèi)正常工作（-40℃～+70℃），而蓄電池很難在高溫特別是低溫環(huán)境下工作；超級(jí)電容器用的材料是安全和無(wú)毒的，而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池均具有毒性；而且，超級(jí)電容器可以任意并聯(lián)使用來(lái)增加電容量，如采取均壓措施后，還可以串聯(lián)使用。
3 超級(jí)電容器與蓄電池組合改善汽車(chē)啟動(dòng)性能
3.1 電性能的改善
采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)啟動(dòng)過(guò)程的電壓波形如圖e，電流波形如圖6。與圖a、圖b相比啟動(dòng)瞬間電壓跌落由僅采用蓄電池時(shí)的3.2V提升到7.2V；啟動(dòng)電流從560A提高到1200A；啟動(dòng)瞬時(shí)的電源輸出功率從2kW提高到8.7kW；啟動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)電壓由7V提高到9.4V；啟動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)電流由280A提高到440A；啟動(dòng)過(guò)程的電源平穩(wěn)輸出功率從2.44kW提高到4.12kW。
3.2 啟動(dòng)性能的改善
超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)應(yīng)用可以提高機(jī)車(chē)的啟動(dòng)性能，將超級(jí)電容（450F/16.2V）與12V、45Ah的蓄電池并聯(lián)啟動(dòng)安裝1.9升柴油機(jī)的汽車(chē)，在10攝氏度時(shí)平穩(wěn)啟動(dòng)，盡管在這種情況中，當(dāng)不連接超級(jí)電容器，蓄電池也可以啟動(dòng)，但采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度和性能都非常得好。由于電源的輸出功率的提高，啟動(dòng)速度由僅用蓄電池時(shí)的啟動(dòng)速度300rpm，增加到450rpm；尤其在提高汽車(chē)在冷天的起動(dòng)性能（更高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）上，超級(jí)電容器是非常有意義的，在零下20攝氏度時(shí)，由于蓄電池的性能大大下降，很可能不能正常啟動(dòng)或需多次啟動(dòng)才能成功，而超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)則僅需一次點(diǎn)火。其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。
3.3 對(duì)蓄電池應(yīng)用狀態(tài)的改善
超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)，由于超級(jí)電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）遠(yuǎn)低于蓄電池的內(nèi)阻，因此，在啟動(dòng)瞬間1200A啟動(dòng)電流中的800A電流由超級(jí)電容器提供，蓄電池僅提供400A的電流。明顯低于僅采用蓄電池的560A，有效地降低了蓄電池極板的極化，阻止了蓄電池內(nèi)阻的上升使啟動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)電壓得到提高。最主要的是蓄電池極板極化的減輕不僅有利于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，而且也可以消除頻繁啟動(dòng)對(duì)蓄電池壽命的影響。
第二節(jié) 2011-2012年中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀綜述
一、中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
純超級(jí)電容器和混合超級(jí)電容器是朝陽(yáng)立塬的核心產(chǎn)品,其中純超級(jí)電容器是近年來(lái)隨著材料科學(xué)的突破而出現(xiàn)的新型儲(chǔ)能元器件｡它填補(bǔ)了普通電容器與電池之間的比能量與比功率空白,具有高至數(shù)千法拉的電容量,瞬間放電電流可達(dá)數(shù)千安培,同時(shí)還具有安全可靠､適用范圍廣等特點(diǎn),是改善和解決電源功率性能的突破性元器件｡朝陽(yáng)立塬制造的大容量高功率型純超級(jí)電容器填補(bǔ)了此類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)空白,各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平｡目前該產(chǎn)品與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品相比,在體積功率密度上有重大突破,可提高諸如風(fēng)能､太陽(yáng)能等間歇性能源的利用效率,增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性,可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電､風(fēng)能發(fā)電､儀器儀表､脈沖電源等領(lǐng)域｡朝陽(yáng)立塬獨(dú)有的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的有機(jī)體系大型純超級(jí)電容器電極制備技術(shù)已經(jīng)申報(bào)專(zhuān)利,在新能源領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展｡朝陽(yáng)立塬的大容量高功率超級(jí)電容器的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平｡
遼寧省科技廳和朝陽(yáng)市科技局等相關(guān)部門(mén)為朝陽(yáng)立塬的科技研發(fā)和創(chuàng)新體系的建立提供了強(qiáng)有力的科技支撐,為其快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用｡
將混合超級(jí)電容器應(yīng)用到汽車(chē)上,用電能代替燃油驅(qū)動(dòng),既減少了環(huán)境污染,又實(shí)現(xiàn)了低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,朝陽(yáng)立塬自主研發(fā)的混合超級(jí)電容器產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值顯著｡從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的自主創(chuàng)新之路,朝陽(yáng)立塬正發(fā)生著日新月異的變化,充分彰顯了科技創(chuàng)新為企業(yè)帶來(lái)的活力｡ 為了推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,使經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)､穩(wěn)定､快速發(fā)展,朝陽(yáng)在鞏固發(fā)展原有產(chǎn)業(yè)的同時(shí),大力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)｡在遼寧省科技廳的扶持下,朝陽(yáng)市政府傾力打造的遼寧(朝陽(yáng))新能源電器(超級(jí)電容器)產(chǎn)業(yè)基地正在如火如荼地建設(shè)｡該基地以發(fā)展超級(jí)電容器為重點(diǎn),同步發(fā)展以綠色電池､太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為代表的新能源電器以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)｡
依靠科技創(chuàng)新 搶占產(chǎn)業(yè)化制高點(diǎn)
朝陽(yáng)立塬是一家研發(fā)､生產(chǎn)､銷(xiāo)售混合超級(jí)電容器和純超級(jí)電容器的高科技新能源企業(yè),坐落在遼寧(朝陽(yáng))新能源電器(超級(jí)電容器)產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)｡如今,該公司已經(jīng)發(fā)展成為基地內(nèi)的龍頭企業(yè)｡ 超級(jí)電容器分為無(wú)機(jī)體系超容和有機(jī)體系超容:兩種體系的超容又分為純超容和混合超容｡純超容的正､負(fù)極都是以活性炭為主要電極材料作為電極｡雖然純超容有著各種優(yōu)良的性能,但電容量低,只能做為輔助系統(tǒng)應(yīng)用;而混合超容既有電池的工作原理和特性,又有超級(jí)電容器的工作原理和優(yōu)良特性,被稱(chēng)為大功率電池｡ 同時(shí),高新生產(chǎn)線､精密的檢測(cè)設(shè)備為朝陽(yáng)立塬的發(fā)展提供了硬件保障｡目前,朝陽(yáng)立塬已掌握了8項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)｡依靠自主創(chuàng)新,新能源電器在朝陽(yáng)立塬展露了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭,朝陽(yáng)立塬已經(jīng)成為遼寧(朝陽(yáng))新能源電器(超級(jí)電容器)產(chǎn)業(yè)基地的一顆耀眼明珠｡ 朝陽(yáng)立塬以制造超級(jí)電容器的重要資源杏核為原料,生產(chǎn)純超級(jí)電容器和混合超級(jí)電容器｡據(jù)了解,朝陽(yáng)是全國(guó)重要的山杏､大扁杏產(chǎn)區(qū),而杏核是制造超級(jí)電容器核心所需專(zhuān)用活性炭的最好原料,由它做成的超級(jí)電容器具有高比表面積和高性能｡朝陽(yáng)充足的杏林資源使超級(jí)電容器的生產(chǎn)有了重要的原料保障,而超級(jí)電容器作為新能源電器的重要組成部件又為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條的形成提供了保證,從而形成了以朝陽(yáng)立塬為龍頭､具有區(qū)域特色的超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)｡ 朝陽(yáng)立塬憑借超強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力､先進(jìn)的制造檢測(cè)設(shè)備和完善的質(zhì)量控制體系,正乘風(fēng)破浪向世界先進(jìn)新能源領(lǐng)域進(jìn)軍｡
突出培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整､轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要手段,而發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)更是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路｡隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步,人們還將認(rèn)識(shí)和掌握新的能源形式､能源載體和能源利用的手段,一場(chǎng)深刻的能源科技革命正在孕育和進(jìn)行,這對(duì)超級(jí)電容器的發(fā)展既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)｡依靠科技創(chuàng)新,憑借良好的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)和技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì),永攀高峰的朝陽(yáng)立塬一定會(huì)將中國(guó)的超級(jí)電容器產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng),為我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)｡
未來(lái),朝陽(yáng)立塬將瞄準(zhǔn)工業(yè)､能源､交通､通信等應(yīng)用領(lǐng)域,將建設(shè)有機(jī)體系純超容和混合超容生產(chǎn)線4條､無(wú)機(jī)體系超容生產(chǎn)線1條,生產(chǎn)3000法拉以上的大容量超級(jí)電容器,以高性?xún)r(jià)比的高科技超級(jí)電容器產(chǎn)品迅速占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)｡朝陽(yáng)立塬將堅(jiān)持自主創(chuàng)新,始終瞄準(zhǔn)和致力于突破世界最前沿的技術(shù),使企業(yè)走出一條具有中國(guó)特色､搶占世界技術(shù)前沿制高點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)化道路,鉛玻璃｡
遼寧省朝陽(yáng)市被譽(yù)為“世界古生物化石寶庫(kù)”,鉛玻璃,是“地球上第一朵花綻放的地方,第一只鳥(niǎo)兒起飛的地方”,這座古城充滿(mǎn)了古文化的深邃魅力｡在振興東北老工業(yè)基地的大背景下,遼寧進(jìn)入了全面振興的新階段,朝陽(yáng)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇｡
大容量高功率型超級(jí)電容器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在世界范圍內(nèi)剛剛起步,朝陽(yáng)立塬在原材料和生產(chǎn)成本上具有非常大的優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)前景非?？捎^｡朝陽(yáng)立塬的低成本大容量有機(jī)體系超級(jí)電容器開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,已經(jīng)被列為遼寧省2009年重大科技計(jì)劃項(xiàng)目｡朝陽(yáng)立塬堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新,以專(zhuān)利產(chǎn)品和核心技術(shù)為依托,不斷拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條,以形成綜合性､循環(huán)型､持續(xù)快速的發(fā)展模式,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展｡
超級(jí)電容器是新能源電器領(lǐng)域的新寵,具有充放電速度快､對(duì)環(huán)境無(wú)污染､循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)｡隨著電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)持續(xù)高速發(fā)展以及建立城市公共交通現(xiàn)代化新模式的需要,超級(jí)電容器的需求量將快速增加｡作為一種新型綠色能源,超級(jí)電容器已被全世界所關(guān)注｡同時(shí),由于石油資源日趨緊缺,并且燃燒石油的內(nèi)燃機(jī)尾氣排放對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,世界各國(guó)都在 研究 替代內(nèi)燃機(jī)的新型能源裝置,已經(jīng)進(jìn)行混合動(dòng)力､燃料電池､化學(xué)電池產(chǎn)品及應(yīng)用的 研究 與開(kāi)發(fā),并取得了一定的成效｡但是,這些產(chǎn)品使用壽命短､溫度特性差､系統(tǒng)復(fù)雜､造價(jià)高昂等弱點(diǎn)一直沒(méi)有得到很好的解決｡而超級(jí)電容器以其優(yōu)異的特性揚(yáng)長(zhǎng)避短,可以部分或全部替代傳統(tǒng)的化學(xué)電池用于車(chē)輛的牽引電源和啟動(dòng)能源,并且具有比傳統(tǒng)的化學(xué)電池更加廣泛的用途｡正因如此,世界各國(guó)特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家都不遺余力地對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行 研究 與開(kāi)發(fā)｡
超級(jí)電容器的研制成功是儲(chǔ)能設(shè)備(蓄電池)的一次歷史性革命｡其他儲(chǔ)能設(shè)備都是由電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,再由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,兩次能量轉(zhuǎn)變過(guò)程能量會(huì)有損失;而超級(jí)電容器直接充電,再直接放電,能量形式?jīng)]有轉(zhuǎn)變,也沒(méi)有能量損失,并且充放電效率高達(dá)98%｡超級(jí)電容器最早出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)70年代末,它突破了傳統(tǒng)的電容器設(shè)計(jì)思想,電容器由微法拉級(jí)提高到法拉級(jí)(1法拉=106微法拉),創(chuàng)造出1000法拉級(jí)超級(jí)電容器;到了上個(gè)世紀(jì)末,又先后出現(xiàn)了1萬(wàn)-10萬(wàn)法拉的牽引型超級(jí)電容器,從此超級(jí)電容器開(kāi)始進(jìn)入電池應(yīng)用市場(chǎng),出現(xiàn)了超級(jí)電容器電動(dòng)車(chē)的新概念｡它改變了人們的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),建立了全新的交通運(yùn)輸電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)理念｡
朝陽(yáng)立塬依托電極材料的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了有機(jī)體系小型卷繞､3000法拉以上大型超級(jí)電容器､有機(jī)體系大型混合超級(jí)電容器､應(yīng)用組件等多類(lèi)型､多品種的產(chǎn)業(yè)化,形成了明顯的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)｡ 在此基礎(chǔ)上,朝陽(yáng)立塬依托基地內(nèi)企業(yè)森塬活性炭有限公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品超級(jí)電容器專(zhuān)業(yè)活性電極炭,于2009年年底成功研發(fā)生產(chǎn)了主要用于儀器儀表､電子 行業(yè) ､家用電器等的小型(1-100法拉)卷繞型純超級(jí)電容器,主要應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)､混合動(dòng)力港機(jī)的大型(500-6000法拉)純超級(jí)電容器,應(yīng)用于電動(dòng)公交車(chē)､電動(dòng)客車(chē)和相關(guān)觀光車(chē)及工程車(chē)輛的大型(8-400安時(shí))有機(jī)體系混合超級(jí)電容器｡ 無(wú)機(jī)體系混合超容產(chǎn)品電極中的金屬氧化物是氧化鉛和氧化鎳,屬重金屬,被世界環(huán)保組織定為不準(zhǔn)進(jìn)出口產(chǎn)品｡而朝陽(yáng)立塬的有機(jī)體系混合超容產(chǎn)品電極用金屬氧化物是非重金屬､非貴金屬,為環(huán)保材料｡同時(shí),有機(jī)體系混合超容比無(wú)機(jī)體系混合超容能量密度約大1倍以上,其產(chǎn)品可廣泛用于代替鉛酸電池､鎳鎘電池､鎳氫電池､鋰離子電池類(lèi)等儲(chǔ)能器件應(yīng)用領(lǐng)域｡有機(jī)體系混合超級(jí)電容器作為電池類(lèi)產(chǎn)品,具有高工作電壓､高功率密度､充電快､更加環(huán)保､無(wú)記憶效應(yīng)､循環(huán)壽命長(zhǎng)､體積小､重量輕､耐低溫等優(yōu)點(diǎn),因此是鉛酸電池､鎳鎘電池､鎳氫電池､鋰離子電池類(lèi)等儲(chǔ)能器件的替代品｡
朝陽(yáng)立塬把超級(jí)電容器的優(yōu)良性能和鋰電池電容量高的特性有機(jī)體系結(jié)合在一起,生產(chǎn)出有機(jī)體系混合超容電池｡作為新一代大功率新能源､綠色混合超級(jí)電容器電池,有機(jī)體系混合超級(jí)電容器電池已經(jīng)成功應(yīng)用到電動(dòng)自行車(chē)､電動(dòng)摩托車(chē)､電動(dòng)汽車(chē)上｡依靠科技創(chuàng)新,朝陽(yáng)立塬已經(jīng)將擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,同時(shí)也證明企業(yè)在自主創(chuàng)新的征程上又邁出了一大步｡
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)于綠色能源和生態(tài)環(huán)境越來(lái)越關(guān)注,發(fā)展清潔能源､提高能源效率等觀念已經(jīng)深入到社會(huì)生活的方方面面｡在2010中國(guó)(上海)國(guó)際超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)上,遼寧省朝陽(yáng)立塬新能源有限公司展出的以混合超級(jí)電容器電源系統(tǒng)作為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車(chē)､電動(dòng)自行車(chē)､電動(dòng)貨車(chē)給人們耳目一新的感覺(jué),讓人們親身感受到低碳經(jīng)濟(jì)和新能源產(chǎn)業(yè)的觸角已經(jīng)深入社會(huì)生活的方方面面｡
堅(jiān)持自主創(chuàng)新 填補(bǔ)國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品空白 在全世界都在進(jìn)行超級(jí)電容器研發(fā)的形勢(shì)下,朝陽(yáng)立塬已經(jīng)走在了市場(chǎng)的前面｡2009年12月,朝陽(yáng)立塬自主研發(fā)生產(chǎn)了混合超級(jí)電容器,同時(shí)分別在電動(dòng)自行車(chē)､電動(dòng)摩托車(chē)､電動(dòng)汽車(chē)上開(kāi)始路試,并取得了成功｡這一成功標(biāo)志著世界上第一塊有機(jī)體系混合超級(jí)電容器,世界第一輛有機(jī)體系混合超容環(huán)保電動(dòng)自行車(chē)､有機(jī)體系混合超容環(huán)保電動(dòng)摩托車(chē)､有機(jī)體系混合超容環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)在朝陽(yáng)立塬誕生｡朝陽(yáng)立塬研發(fā)生產(chǎn)的有機(jī)混合超級(jí)電容器產(chǎn)品填補(bǔ)了世界同類(lèi)產(chǎn)品的空白,也標(biāo)志著該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)走在了世界同 行業(yè) 的前列｡ 在巨大的機(jī)遇和廣闊的市場(chǎng)前景面前,朝陽(yáng)立塬以不斷開(kāi)拓創(chuàng)新的精神致力于低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展｡該公司董事長(zhǎng)李國(guó)君是一位非常執(zhí)著､真抓實(shí)干的企業(yè)家,他在幾年前就開(kāi)始關(guān)注低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)我國(guó)汽車(chē)尾氣等高排放高污染問(wèn)題極為關(guān)注｡
重視人才也是李國(guó)君走向成功的法寶｡他深知沒(méi)有創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就沒(méi)有技術(shù)創(chuàng)新,更無(wú)法占領(lǐng)世界技術(shù)前沿制高點(diǎn)｡因此,該公司以技術(shù)入股的形式吸納了團(tuán)隊(duì)帶頭人李薦博士,使他的技術(shù)團(tuán)隊(duì)擁有了持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力,鉛玻璃｡李國(guó)君提出,朝陽(yáng)立塬之所以能夠在新能源領(lǐng)域取得重大突破,得益于科技創(chuàng)新,得益于技術(shù)團(tuán)隊(duì),得益于科技等各部門(mén)的大力支持｡ 依托基地優(yōu)勢(shì) 打造特色產(chǎn)業(yè) 超級(jí)電容器是近年來(lái)發(fā)展迅速的新型綠色儲(chǔ)能器件,是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能元件｡超級(jí)電容器的容量比傳統(tǒng)電容器容量大幾十､幾百甚至上千倍｡與充電電池相比,超級(jí)電容器具有優(yōu)良的綜合性能,如可實(shí)現(xiàn)大電流充放電,循環(huán)壽命可達(dá)10萬(wàn)次以上,工作溫度范圍可達(dá)-40℃-70℃｡超級(jí)電容器的功率密度是普通二次電池的幾倍甚至幾十倍,循環(huán)壽命是普通二次電池的幾百倍甚至幾千倍｡同時(shí),超級(jí)電容器主要采用碳材料制造,因此重量輕､無(wú)污染,不過(guò)｡創(chuàng)新是民族的靈魂,創(chuàng)新是國(guó)家發(fā)展的需要,科技創(chuàng)新事關(guān)國(guó)家富強(qiáng)和民族振興｡企業(yè)是創(chuàng)新的主體,經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民族振興離不開(kāi)企業(yè)科技創(chuàng)新能力的提高和技術(shù)水平以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升｡新能源電器作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),更要把科技創(chuàng)新放在首位｡遼寧(朝陽(yáng))新能源電器(超級(jí)電容器)產(chǎn)業(yè)基地堅(jiān)持建立以企業(yè)為主體､市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新體系,支持企業(yè)不斷研發(fā)新產(chǎn)品｡
朝陽(yáng)立塬自成立以來(lái)就堅(jiān)持以科技為先導(dǎo),在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域積極與國(guó)內(nèi)著名 研究 機(jī)構(gòu)和掌握世界前沿技術(shù)的專(zhuān)家合作,增強(qiáng)了企業(yè)的自主創(chuàng)新能力｡通過(guò)不斷加大科技投入力度,朝陽(yáng)立塬建立了可持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新體系,形成了以中南大學(xué)李薦博士為帶頭人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)｡這個(gè)團(tuán)隊(duì)由材料､化學(xué)､電化學(xué)､電子元器件等多學(xué)科教授､博士､碩士､工程技術(shù)人員組成,具有10多年的儲(chǔ)能材料與器件研發(fā)基礎(chǔ),理論基礎(chǔ)扎實(shí)､產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)豐富,技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)化能力在全國(guó)領(lǐng)先｡依托如此專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì),朝陽(yáng)立塬的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)迅速得到彰顯,目前,該技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的純超級(jí)電容器(1-6000法拉)､混合超級(jí)電容器(1-400安時(shí))項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化｡
二、中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模及結(jié)構(gòu) 分析
1、鈕扣型超級(jí)電容器
圖表 28 2011-2012年9月我國(guó)鈕扣型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模 分析
2、卷繞型超級(jí)電容器
圖表 29 2011-2012年9月我國(guó)卷繞型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模 分析
3、大型超級(jí)電容器
圖表 30 2011-2012年9月我國(guó)大型超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模 分析
三、中國(guó)超級(jí)電容器產(chǎn)銷(xiāo)情況 分析
超級(jí)電容器自面市以來(lái)，在電動(dòng)汽車(chē)、混合燃料汽車(chē)、特殊載重汽車(chē)、電力、通信、國(guó)防、消費(fèi)電子產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力，全球需求量快速擴(kuò)大，已成為電源電池領(lǐng)域內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)亮點(diǎn)而被世界各國(guó)廣泛關(guān)注。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)也都在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加產(chǎn)品的多樣性。
免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場(chǎng) 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問(wèn)題，敬請(qǐng)來(lái)電垂詢(xún)：4008099707。特此說(shuō)明。