超级电容器行业基本情况.(DOC)

1、3.1超级电容器行业基本情况3.1.1超级电容器介绍超级电容器(Supercapacitor,Ultracapacitor),又叫黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的,正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。由于其容量很大,对外表现和电池相同,因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。超级电容器是目前世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种,其基本原理和其它种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。图超级电容器结构原理图超级电容器的出现,填补了传统电容器和电池间

2、的空白,广泛的应用于数码产品、智能仪表、玩具、电动工具、新能源汽车、新能源发电系统、分布式电网系统、高功率武器、运动控制领域、节能建筑、工业节能减排等各个行业,属于标准的低碳经济核心产品。超级电容器具有如下特点：高功率密度。输出功率密度高达数kW/kg，是如何化学电源所无法比拟的,是一般蓄电池的数十倍。高能量密度。能量密度可以达到5-20Wh/kg，是传统电容器所无法想象的。循环寿命长。理论循环寿命为无限次，实际都为50万次以上，远高于蓄电池几百次的循环寿命。4)充电时间短。可在数秒内到几分钟内完成充电，远快于蓄电池的充电时间。(5)免维护、高可靠性，报废后不产生环境污染。312超级电容器与传

3、统常规储能元器件比较(1)超级电容器与静电电容器、电池的性能参数比较参数超级电容器静电电容器电池放电时间(S)(1?30)(101.04)充电时间(S)1.30)10-%10_a)(io1.04)能最密度WW(h10)10.000(50,200)循坏效率(90%,95%)100%(70%.85%)循环乔命100,000尢穷大(500,2000)图超级电容器与普通电容器及电池参数比较(2)超级电容与电池相关指标比较操氢电池磷酸扶锂电池超级电容器比功率很小；充放电700次左右#循环寿命很短，充电时间很长;记忆效应严重；属于化学电池，会出现过热甚至爆炸的危险。比功率较小;充放电1500次左右，循环寿

4、命很短；充电时间很长；记忆效应很低；属于化学电池，会出现过热甚至爆炸的危险-比功率是电池的10倍以上；充放电100万次以上；循坏寿命特长；充电时间极快，仅数分钟；无任何记忆效应:属于固态能量储存系统，非常安全。图超级电容与电池参数比较结合以上数据我们可以看出超级电容器的优势在于能提供较大的比功率，因此适合与瞬态大电流充放电工作环境。313超级电容器运用领域超级电容器的用途非常广泛，其应用领域涉及消费类电子产品，交通运输、移动通信、工业、能源、电力及军事等领域，并且应用范围还在不断地扩大。图扣式超级电容器图柱式超级电容器图超级电容器组件（1）消费电子领域。超级电容器根据放电量、放电时间以及电容量

5、大小，主要用作后备电源、替换电源和主电源。作后备电源，当主电源中断、由于接触不良或由于其它的重载引起系统电压降低时，超级电容器就能够起后备补充作用。其最大好处是寿命长、循环次数多、充电快以及环境适应性强。作替换电源，由于超级电容器具有高充放电次数、寿命长、使用温度范围宽、循环效率高以及低自放电，故很适合这种应用。例如白昼黑夜的转换。白天太阳能提供电源并对超级电容器充电，晚上则由超级电容器提供电源；作主电源，通过一个或几个超级电容器释放持续几毫秒到几秒的大电流。放电之后，超级电容器再由低功率的电源充电。带有超级电容器的传动器不仅小巧、而且便宜和快捷。超级电容器在消费电子领域的市场非常广泛，可以用

6、于智能仪表、多功能电话机、数字应答机、家庭影院、摄录一体机、智能洗衣机、冰箱、微波炉、照相机、电子记事本、电动玩具、汽车音响、出租车计程器、打卡机、光盘刻读机、有线电视、电梯系统板、可编程控制器、太阳能驱动装置、卫星电视接收机等。（2）交通运输领域。汽车的关键部分蓄电池存在充电时间长、无法大电流充电、工作寿命短等不足。与之相比超级电容器功率密度大，充电速度快，输出功率大，刹车再生能量回收效率高。超大容量电容器具有10万次以上的循环寿命，安全可靠，在-40+50C温度范围内可以正常工作。由于超大容量电容器的寿命是普通化学电池的100倍以上且彻底免维护，使用超大容量电容器作为动力源的城市交通电动汽

7、车综合运营成本大大低于采用电池作为动力源的电动汽车。国内外电动汽车权威专家一致认为目前最可行的电动汽车动力系统实施方案是：超级电容器和动力电池组成的复合电源系统。超级电容器还可以作为车辆、机械、船舶等大型机械设备中燃油发动机的辅助电源，（启动、爬坡、加速时）提供短时间大功率，形成油电混合动力，使发动机始终工作在最佳的功率区间，大幅度降低燃油的消耗、减少有害气体排放。（3）能源电力领域。太阳能发电系统，作为太阳能发电重要组成部分的储能装置要求存储容量大、工作寿命长，可以进行瞬间充电以适应天气的变化、无记忆效应以及免维护等。但是大量蓄电池在复杂环境下的运行和维护费用比较昂贵，并且在高温和反复充放电

8、的应用条件下会缩短使用寿命。超大容量电容器因其具有十万次以上的深度充放电循环寿命和免维护、高可靠性等特点，使得替换蓄电池成为可能并可以大大降太阳能发电系统的总运营成本。另外微型和小型超大容量电容器还可与太阳能电池并联使用，作为贮能元件用于太阳能手表，太阳能计算器或其它太阳能应用方面。（4）军事领域。现代军用工业已相继发展了新一代激光武器、粒子束武器、导弹以及航天飞行器等高功率军事装备。这些装备在发射阶段除装备有常规高能量密度电池外，还必须与超大容量电容器组合才能构成“致密型超高功率脉冲电源”，通过对脉冲释放率、脉冲密度、峰值释放功率的调整，使脉冲电起飞加速器、电弧喷气式推进器等装置能实现在脉冲

9、状态下达到任何平均功率水平的功率状态。此外，军事用途的载重卡车、装甲车辆、电动车辆在恶劣条件下，如启动、爬坡、刹车等过程，也必须使用电池与超大容量电容器组合的动力装置，即“混合动力系统”。表不同类型类别超级电容器用途类型规格使用温度（C）应用领域压V电容量（F）扣式5.50.022-1.5-25to+65智能仪表、多功能电话机、数字应答机、卡式电话、家庭影院、摄录体机、智能洗衣机、冰箱、微波炉、照相机、电子记事本、电动玩具、汽车音响、出租车计程器、打卡机光盘刻读机、有线电视、电梯系统板、可编程控制器、太阳能驱动装置、卫星电视接收机卷绕2.5(2.7)5-3000-40to+65一般电子设备、工

10、业和自动化、可再生能源系统、短期备用电源、电信系统、咼功率放电系统、汽车子系统、医疗设备组件1552-58-40to+65汽车子系统、重型汽车子系统、铁路系统电源、风车间距控制系统、无线传输、UPS、可再生能源工业领域、电能质量控制、电信、数控机械，半导体设备4880-165759412563公共汽车，电车，火车和卡车扭矩辅助系统、发动机起动系统3.2超级电容器行业环境分析3.2.1政策环境分析根据国家统计局制定的国民经济行业分类与代码（GB/T4754-2011）,电容器的生产其国民经济行业类别代码为：C382（输配电及控制设备制造）大类下的C3822（电容器及其配套设备制造）小类。表超级电

11、容器行业分类表行业代码行业类别382输配电及控制设备制造3821变压器、整流器和电感器制造3822电容器及其配套设备制造3823配电开关控制设备制造3824电力电子兀器件制造3825光伏设备及兀器件制造3829其他输配电及控制设备制造工业和信息化部（原国家信息产业部）是行业行政主管部门，主要负责制订我国电子元件行业的中长期发展规划、政策和措施，指导产品结构调整，对行业的发展方向进行宏观调控。行业内自律性协会组织为中国电子元件行业协会，其下设电容器分会等14个分会，其主要作用是对全行业生产经营活动数据进行统计和分析，为业内企业提供市场指引。主要产业政策：序号相关政策发布时间发布部门1信息产业科技

12、发展“一五”规划和2020年中长期规划纲要2006年信息产业部2当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）2009年国家发改委3节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法2009年财政部、科技部4汽车产业调整和振兴规划2009年国务院5国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要2011年全国人大6广东省高技术产业发展“十二五”规划2011年广东省发改委7电子基础材料和关键元器件“十二五”规划2012年工业和信息化部8咼新技术产业化及其环境建设“十二五”专项规划2012年科技部其中：1、信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要中提到“重点围绕计算机、网络和通信、数字

13、化家电、汽车电子、环保节能设备及改造传统产业等的需求，发展相关的片式电子元器件、机电元件、印制电路板、敏感元件和传感器、频率器件、新型绿色电池、光电线缆、新型微特电机、电声器件、半导体功率器件、电力电子器件和真空电子器件。”2、当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）中将“大容量电能储存技术开发与应用、城轨列车再生制动吸收装置、超级电池和超级电容器”列为鼓励类；3、节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法中指出“在北京、上海、重庆、深圳等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，

14、对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。”4、汽车产业调整和振兴规划中指出“电动汽车产销形成规模。改造现有生产能力，形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化建立动力模块生产体系，形成10亿安时（Ah）车用高性能单体动力电池生产能力。发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件。”5、广东省高技术产业发展“十二五”规划中指出“着力突破关键核心技术。围绕产业优化升级需要，制订产业发展技术路线图，组织实施重大科技专项，努力在新兴信息技术、生物医药、半导体照明、新材料和新能源

15、等重点领域攻克一批制约产业发展的核心共性技术。”6、电子基础材料和关键元器件“十二五”规划中指出“大力发展新能源汽车用高效节能无刷电机、高性能磁性元件和动力电池；发展为节能环保设备配套的电子元件以及电子元件本身的节能环保和清洁生产技术”“新能源配套开发为太阳能光伏、风力发电等新能源产业配套的新型储能电池、超级电容器、功率型电容器、特种功率电阻器以及电力电子用关键电子元件。”7、高新技术产业化及其环境建设“十二五”专项规划中指出“大力发展新能源产业发展风电、太阳能光伏、太阳能热利用、智能电网和储能系统等，实施风力发电、高效太阳能、智能电网、洁净煤等科技重点专项。”3.2.2市场容量（1）国际市场

16、2007年，全球钮扣型超级电容器产业规模为10.2亿美元，卷绕型和大型超级电容器产业规模为34.8亿美元，超级电容器产业总规模为45亿美元,同比增长45%；2008年全球钮扣型超级电容器产业规模为15.3亿美元,卷绕型和大型超级电容器产业规模为为52.2亿美元,超级电容器产业总规模为67.5亿美元,同比增长50%。主要的生产企业有：美国的MAXWELL公司，俄罗斯的ECOND公司、ELIT公司，日本的ELNA公司、PANASONIC公司、NEC-TOKIN公司，韩国的NESS公司、KORCHIP公司、NUINTEK公司等。美国Maxwell公司的PC系列产品体积小、内阻低，产品一致性好，串并联

17、容易，但价格较高；日本的NEC公司、松下公司、Tokin公司均有系列超级屯容器产品其产品多为圆柱体形，规格较为齐全，适用范围广，在超级电容器领域占有较大市场份额；俄罗斯ECOND公司对超级电容器已有25年的研究历史，该公司代表着俄罗斯的先进水平，其产品以大功率超级电容器产品为主，适用于作动力电容。MAXWELL超级电容销售情况120.0100.080.060-0运20.0-0.02007200820092010201170.00%60.00%50.00%40.00%30.00%20.0010.00%0.00%销售额1下游：电动汽车、风力发电、智能电网、工程机械、军上游：活性炭粉，作为超级电容存储电荷最主要的载体，活性炭粉的比表面积及颗粒大小均匀性对于单体性能有着极为重要的影响，目前生产超级电容单体所使用的纳米级活性炭粉颗粒主要是掌握在日本企业手中，国内厂商生产单体所需活性炭粉基本都是进口为主。铝膜、铝壳，生产单体过程中需要将活性炭粉均匀涂布在预先处理的具有微孔结构的铝膜上，而铝壳则用于最后的封装，我国为铝资源大国，目前生产超级电容所需铝膜及铝壳国内已经掌握相关技术及工