超級(jí)電容器,又名電化學(xué)電容器,雙電層電容器、黃金電容、法拉電容,是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件。它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源,是一種介于傳統(tǒng)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(chǔ)存電能。
但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這種儲(chǔ)能過程是可逆的,也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。
不過,盡管超級(jí)電容器的制作成本每年都在以低于10%的比例減少,但這項(xiàng)技術(shù)依然不能在運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集方面擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。相比電池領(lǐng)域,超級(jí)電容器的技術(shù)過于落后,想要縮小兩者在研發(fā)方面的差距,首要任務(wù)應(yīng)解決如下問題:
增加超級(jí)電容器生產(chǎn)廠商數(shù)量,通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的手段刺激相關(guān)技術(shù)的研發(fā);
擴(kuò)大高比功率超級(jí)電容器的生產(chǎn)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)突破百萬件的年生產(chǎn)量;
將超級(jí)電容器當(dāng)前的制造成本降低50%;
擬定一個(gè)超級(jí)電容器可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,主要針對(duì)更高效電極材料的探索。
要達(dá)到上述目標(biāo)需要廠商對(duì)超級(jí)電容器市場(chǎng)有一個(gè)逐年上升的投資力度,主要用于在設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)兩方面。與此同時(shí),政府?dāng)U大資金和技術(shù)支持也將起到至關(guān)重要的作用。
超級(jí)電容器的主要研究國為中、日、韓、法、德、加、美。從制造規(guī)模和技術(shù)水平來看,亞洲暫時(shí)領(lǐng)先。
基于當(dāng)前中國消費(fèi)電子近些年來的驚人增長(zhǎng)表現(xiàn),預(yù)計(jì)幾年內(nèi)中國紐扣型超級(jí)電容器有望保持30%以上的平均增長(zhǎng)率,卷繞型和大型超級(jí)電容器則有可能保持50%以上的平均增長(zhǎng)率。2013年我國超級(jí)電容器的整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到79億元。
9月12日,從中國南車株洲電力機(jī)車有限公司傳來消息,其旗下寧波南車新能源科技有限公司自主研制的世界最大功率超級(jí)電容單體(7500F)成功實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn),首批5000只7500F超級(jí)電容產(chǎn)品已交付用戶。
何為超級(jí)電容?中國工程院院士、中國南車株機(jī)公司專家委員會(huì)主任劉友梅介紹,通俗地講就是第三代儲(chǔ)能裝置,第一代為機(jī)械式儲(chǔ)能,如飛輪、發(fā)條等;第二代為化學(xué)式儲(chǔ)能,如鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等;而第三代就是以超級(jí)電容為代表的物理式儲(chǔ)能裝置。
“充電次數(shù)10000次以內(nèi)、充電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)、存在爆炸與污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)”VS“100萬次、數(shù)十秒、無污染以及爆炸風(fēng)險(xiǎn)”。中國南車株機(jī)公司技術(shù)中心副總監(jiān)、寧波超級(jí)電容研究所所長(zhǎng)阮殿波用一組對(duì)比形象地展示了超級(jí)電容較之傳統(tǒng)化學(xué)能電池的優(yōu)勢(shì)。據(jù)阮殿波透露,其可廣泛運(yùn)用于消費(fèi)電子、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國防與航天、起重機(jī)械勢(shì)能回收、發(fā)電與智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。
現(xiàn)階段國家政策導(dǎo)向仍然是推動(dòng)超級(jí)電容行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ谛履茉雌?、風(fēng)電、軌道交通、電力、軍工等領(lǐng)域市場(chǎng),政策的推動(dòng)將成為超級(jí)電容發(fā)展的主要因素之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)預(yù)測(cè),2013中國超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)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(zhǎng)率在20%左右。