超級(jí)電容器市場(chǎng)前景廣闊
超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置,具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),可以在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池,在節(jié)能環(huán)保日益成為主題的今天,它的應(yīng)用越來(lái)越引起世界各國(guó)的重視。
超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化受到各國(guó)重視
美國(guó)、日本、俄羅斯、瑞士、韓國(guó)、法國(guó)的一些公司憑借多年的研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累,目前處于領(lǐng)先地位
在超級(jí)電容器的產(chǎn)業(yè)化方面,美國(guó)、日本、俄羅斯、瑞士、韓國(guó)、法國(guó)的一些公司憑借多年的研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)積累,目前處于領(lǐng)先地位。
美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家一直致力于開(kāi)發(fā)高比功率和高比能量的超級(jí)電容器。在超級(jí)電容器的研究中,許多工作都是開(kāi)發(fā)在各種電解液中有較高比能量的電極材料。目前應(yīng)用于超級(jí)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(dǎo)電聚合物材料三種。
國(guó)外研究超級(jí)電容器起步較早,技術(shù)相對(duì)比較成熟。它們均把超級(jí)電容器項(xiàng)目作為國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,提出了近期和中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。
全球紐扣型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為10.2億美元,卷繞型和大型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為34.8億美元,超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為45億美元,同比增長(zhǎng)45%;卷繞型和大型超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)規(guī)模為52.2億美元,超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)總規(guī)模為67.5億美元,同比增長(zhǎng)50%。
近年來(lái),由于看好這一領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景,中國(guó)一些公司也開(kāi)始積極涉足這一產(chǎn)業(yè),并已經(jīng)具備了一定的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)業(yè)化能力。
國(guó)內(nèi)從事大容量超級(jí)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(dá)到實(shí)用化水平的廠家只有10多家。上海奧威科技開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的“車用超級(jí)電容器”,在技術(shù)水平上較為先進(jìn)。通過(guò)與國(guó)外廠商產(chǎn)品對(duì)比,奧威產(chǎn)品與國(guó)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(guò)了國(guó)外同類產(chǎn)品??傮w上看,該公司的產(chǎn)品已達(dá)到了同類產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)水平。
由于新興公司不斷涌現(xiàn),超級(jí)電容器在國(guó)內(nèi)的大規(guī)模應(yīng)用也漸行漸近。國(guó)內(nèi)供應(yīng)商正積極地從不同角度來(lái)應(yīng)對(duì)規(guī)模應(yīng)用所面臨的問(wèn)題。
提高產(chǎn)品的安全性也為供應(yīng)商所重視。特別是在大功率應(yīng)用方面,國(guó)內(nèi)某家超級(jí)電容器公司的高層指出,在安全性問(wèn)題上,超級(jí)電容器雖然可能發(fā)生內(nèi)部短路,但他指出,只要每個(gè)超級(jí)電容器都配備電路管理系統(tǒng),就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題。
市場(chǎng)需求有巨大潛力
由于超級(jí)電容器具有充放電速度快、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),有希望成為本世紀(jì)新型的綠色能源。
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21世紀(jì),隨著全球氣候變暖,資源缺乏,全世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都在研發(fā)新的綠色環(huán)保型能源,而超級(jí)電容器生產(chǎn)所用的材料普遍為綠色環(huán)保。因此,超級(jí)電容器作為本世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型儲(chǔ)能產(chǎn)品之一,正在為越來(lái)越多的國(guó)家和企業(yè)爭(zhēng)相研制和生產(chǎn)。10年前,超級(jí)電容器每年只能賣出去很少的數(shù)量,而且價(jià)格很貴,大約1美元-2美元/法拉,現(xiàn)在,超級(jí)電容器已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品大批量供應(yīng)市場(chǎng),價(jià)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(chǔ)量大于普通電能表,而傳統(tǒng)的鋰電池會(huì)出現(xiàn)沒(méi)電的狀況,從而導(dǎo)致了超級(jí)電容器在電能表上的應(yīng)用。
新材料催生高端新產(chǎn)品
從結(jié)構(gòu)上看,超級(jí)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(duì)超級(jí)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。
美國(guó)得克薩斯州一家研制電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置,名為EEStor的公司打破沉默,對(duì)外宣告了他們“里程碑”式的成果:他們的自動(dòng)生產(chǎn)線已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗(yàn)收,其產(chǎn)品的關(guān)鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化,純度達(dá)到了99.9994%。
這一技術(shù)一旦進(jìn)入成熟的工業(yè)生產(chǎn),他們所研制的新型超級(jí)電容器動(dòng)力系統(tǒng)將替代包括從電動(dòng)汽車到筆記本電腦的一切電化學(xué)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(lái),他們還真不太像是在“吹牛”。按照2006年4月發(fā)表的專利,EEStor這種能量存儲(chǔ)裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。從技術(shù)上說(shuō),它并不是電池,而是一種超級(jí)電容器,它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個(gè)電動(dòng)車走500英里,電費(fèi)只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機(jī)車走相同里程則要花費(fèi)60美元。
與傳統(tǒng)的電化學(xué)電池相比,超級(jí)電容器有很多好處。它可以無(wú)限制地接受無(wú)數(shù)次放電和充電,換句話說(shuō),超級(jí)電容器沒(méi)有“記憶”。但是,一般的超級(jí)電容器也有其弱點(diǎn),就是能量存儲(chǔ)率有限,今天市場(chǎng)上的高端超級(jí)電容器每0.4536千克的存儲(chǔ)能量只有鋰電池的1/25。
而EEStor開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器,由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度,存儲(chǔ)能量的能力大大提高。該超級(jí)電容器每公斤所存儲(chǔ)的能量可達(dá)0.28千瓦時(shí),相比之下,每公斤鋰電池是0.12千瓦時(shí),鉛酸電池只有0.032千瓦時(shí),這就讓超級(jí)電容器有了可用在從電動(dòng)車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領(lǐng)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(jí)電容器可反復(fù)充電100萬(wàn)次以上,也不會(huì)出現(xiàn)材料降解問(wèn)題。而且,由于它不是化學(xué)電池,而是一種固體狀態(tài)的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng),不會(huì)出現(xiàn)鋰電池那種過(guò)熱甚至爆炸的危險(xiǎn),沒(méi)有安全隱患。
這一發(fā)明的意義相當(dāng)重大,該突破不僅從根本上改變了電動(dòng)車在交通運(yùn)輸中的位置,也將改進(jìn)諸如風(fēng)能、太陽(yáng)能等間歇性能源的利用性能,增進(jìn)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(duì)石油的依賴。顯然,該突破也對(duì)下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動(dòng)車,還可能取代220500瓦的大型汽車。
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