“近幾年的快速發(fā)展，更進一步證明超級電容器不僅是一種可行的，甚至是更理想的設計選擇，在越來越多的行業(yè)得以廣泛應用，其前景十分廣闊?！?Maxwell應用工程部高級應用工程師李毅山博士如是說。A0eesmc

雙電層電容是各大企業(yè)主攻方向

據(jù)儲能機理的不同，超級電容可以分為雙電層電容(Electrical Double-Layer Capacitor，EDLC)和法拉第準電容兩類。目前EDLC市場上常見的類型以扣式、筒狀型以及層壓式結構為主。A0eesmc

村田（中國）投資有限公司產(chǎn)品工程師吳海華稱，普通的扣式或筒狀型超級電容由于漏電流大，ESR高，厚度高等缺點，不適于應用于具有大電流放電需求，或使用電池的便攜式類設備中。通常這類超級電容的封裝性差，在耐濕性,耐高溫可靠性方面都不盡人意。而層壓式EDLC擁有超低ESR的最適設計，高可靠性的封裝，高速地充放電特性以及使用溫度范圍廣等特點，成為目前高端市場發(fā)展的趨勢。村田專注于層壓式EDLC的研發(fā)。A0eesmc

作為全球超級電容領域的先行者和領導者，Maxwell專注于超級電容器的研發(fā)和生產(chǎn)已有20 年的時間。據(jù)李毅山博士介紹，Maxwell的超級電容器為雙電層電容，單體容值為1-3400F，圓柱卷繞型。“目前Maxwell應用最多的是3000F的大容量單體?！?李毅山稱Maxwell的核心優(yōu)勢在于全球獨有的干電極技術，其生產(chǎn)的單體性能更穩(wěn)定，壽命更長，可靠性更高，且更環(huán)保。此外，Maxwell最新的DuraBlue抗振動和沖擊技術保證了其產(chǎn)品能夠滿足各個應用領域的最嚴酷的振動和沖擊環(huán)境。

Maxwell應用工程部高級應用工程師 李毅山博士A0eesmc

從結構看，超級電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，眾所周知，電極材料是超級電容器的關鍵所在，它決定著電容器的主要性能指標，如能量密度、功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性等。李毅山告訴記者，Maxwell超級電容器的電極采用的是活性炭原料，“電極材料的選取除了要考慮對超級電容器性能的影響，還需考慮市場對其成本的接受度。”A0eesmc

目前，超級電容器的生產(chǎn)廠商依然以日、美、韓三國領先，中國起步相對較晚。廣東風華高新科技股份有限公司（以下簡稱“風華高科”）超級電容項目技術總監(jiān)朱歸勝指出，當前，國內(nèi)超級電容器企業(yè)與國際性企業(yè)的技術差距主要體現(xiàn)在關鍵原材料和極片制造技術上，但近些年國內(nèi)本土企業(yè)通過不懈的努力，在超級電容器制造水平上有了很大的提高，在某些領域也達到了國際先進水平。朱歸勝認為，對于我國超級電容器產(chǎn)業(yè)，未來加強超級電容器新型電極材料的研發(fā)，并降低生產(chǎn)成本，提高超級電容器的品質(zhì)和積極發(fā)展模組應用技術將是我國超級電容器企業(yè)追趕甚至是超越國際巨頭的必經(jīng)之路。A0eesmc

應用前景廣闊 新能源等領域潛力大

和電池相比，由于能量密度較小，考慮到成本和空間的影響，超級電容雖然在一些應用中仍是擔當輔助的角色不能完全替代電池，但對于眾多受電池限制的產(chǎn)品設計中，超級電容可以說是硬件工程師的一個福音。A0eesmc

“超級電容可作為停電時的備用電源，或在峰值功率輸出時提供電力，亦可在便攜式類設備中輔助電池延長電池壽命?！眳呛ＨA稱，除了最常見的在停電時作為備用電源用于企業(yè)級SSD、服務器等需要斷電數(shù)據(jù)備份的設備中，小型化高可靠性的層壓式EDLC在以下領域中也擁有廣闊的應用前景：

村田（中國）投資有限公司產(chǎn)品工程師 吳海華A0eesmc

一是，應用于瞬間需要大電流放電的設備中，進行峰值輸出輔助, 如LED閃光燈設備，馬達驅(qū)動設備等。雖然電池具有較高的能量密度，但由于功率密度有限，頻繁的大電流放電會嚴重影響電池的使用壽命。村田的EDLC具有較高的功率密度，不僅可以實現(xiàn)10A以上的大電流放電，其超低的ESR幾乎可以忽略放電瞬間的電壓降影響。即便是在低溫的情況下，內(nèi)阻也不會像電池大幅上升。A0eesmc

二是，具有WiFi或GPRS等無線通信功能的使用電池的設備中，EDLC可用于輔助通信時的大功率從而延長電池壽命。 這類設備通常對于漏電流和小型化的封裝都有較高的要求。村田EDLC在業(yè)界首屈一指的超低漏電流，最薄3.2mm的緊湊型封裝都是這類設備的最佳選擇。比如近來備受關注的穿戴式醫(yī)療設備, 智能三表行業(yè)等也大有用武之地。A0eesmc

三是，新能源領域的能量采集設備。典型的應用就是在光伏發(fā)電或者具有太陽能充電功能的設備。在日間利用從太陽光的光能轉(zhuǎn)化成的電能為EDLC充電，必要時刻釋放預先存好的電量，靈活的充放電有助于取代電池或者有效降低電池維護成本。此類應用中，由于設備長期處于陽光直曬的地方，所以對于元器件高溫保證具有較高的要求。而村田EDLC則能保證在到-40 ℃～+85℃之間正常工作，即便在持續(xù)70度的高溫下也能保證5年的產(chǎn)品壽命（干涸壽命）。A0eesmc

據(jù)李毅山介紹，目前Maxwell的主要應用領域是混合動力公交車，風力發(fā)電機，軌道交通和小汽車。“不同應用領域?qū)β?、能量、電壓、振動、溫度等的要求不同，要根?jù)實際要求選擇不同的產(chǎn)品?！?李毅山稱，以公交車為例，除了對頻繁充放的大電流能力要求高，其對抗振動的要求也很苛刻，因此Maxwell開發(fā)了業(yè)界領先的Durablue高抗振動和沖擊技術以滿足該應用的需求。A0eesmc

不過，李毅山同時也指出，實際超級電容器的使用，除了利用其快速充電的特點，還要考慮其能量、體積、形狀以及成本。隨著超級電容器技術的發(fā)展，其應用領域會越來越廣。“不斷有來自更多領域的新客戶與Maxwell 接洽，尋求超級電容器的新應用和解決方案，如：發(fā)動機啟動、UPS、風場/光伏場、微電網(wǎng)等領域。”李毅山如是說。A0eesmc

作為世界電子元器件的專業(yè)制造商，風華高科于2014年也開始啟動超級電容這一項目。“風華高科將以應用于工業(yè)電子、汽車電子、消費電子以及新能源領域的高品質(zhì)超級電容器為主要產(chǎn)品，致力于成為超級電容器相關產(chǎn)品的專業(yè)制造商，為客戶提供專業(yè)解決的方案?！?朱歸勝表示，“當前市場應用的重點在通信和消費電子領域，同時在軌道交通、汽車啟停技術等領域也得到了快速發(fā)展，未來在交通運輸和可再生能源領域?qū)懈蟮陌l(fā)展空間?！?span style="display:none">A0eesmc

毫無疑問，超級電容的應用前景十分光明，一旦新能源汽車等應用全面打開，市場將迎來快速的爆發(fā)。A0eesmc

大容量、高功率、高電壓等是發(fā)展方向

相關數(shù)據(jù)顯示，鋰電池的能量密度在110-150wh/kg，但超級電容普遍只有10wh/kg左右。換言之，超級電容的續(xù)航里程只是相同重量鋰電池的十分之一左右。由于超級電容的能量密度有限，除公交、地鐵等既能搭載大量超級電容又有固定線路的交通工具外，超級電容作為乘用車的主動力源還有點力不從心。不過，二者相配合可以實現(xiàn)“1+1>2”的效果。李毅山指出，超級電容和電池有不同的技術特點，它們之間是互相補充的關系。“在某些場合只需要超級電容器即可，但有些場合則需要同時使用：利用它們的技術互補，即電池的高能量密度和超級電容的高功率密度，為眾多行業(yè)的應用提供更為高效的解決方案?！?span style="display:none">A0eesmc

李毅山指出，超級電容器在功率密度、能量密度、電壓和溫度等方面需要不斷提高，以滿足客戶和市場對超級電容器日益增長的技術要求。他稱，這些方面也是Maxwell目前研究的重點。近兩年，Maxwell提高了其單體的電壓水平、能量密度和功率密度，使其產(chǎn)品效率更高，應用范圍更廣。A0eesmc

朱歸勝稱，從技術發(fā)展上看，當前超級電容器主要包括有雙電層超級電容器和混合型超級電容器，隨著超級電容器電極新材料，如石墨烯、氮化鈮等新型超級電容器電極材料的發(fā)展，混合型超級電容器將是未來幾年發(fā)展的一個重要方向。另一方面，未來超級電容器將在小微型化、薄型化和超低漏電流以及大容量、高電壓、寬溫度適應范圍等方向發(fā)展。特別是針對一些特殊應用環(huán)境，高溫特性在90℃或更高的超級電容器產(chǎn)品將有會有更大的應用和發(fā)展空間。A0eesmc

李毅山認為，隨著超級電容器技術的進一步發(fā)展，其地位將會日趨重要?！斑@也是世界上許多一流的電力企業(yè)、汽車制造商和技術制造商的共識。Maxwell全球數(shù)以百萬計的超級電容器銷售量足以證明這一點。”李毅山說，根據(jù)市場的反饋，超級電容器是性價比很高的產(chǎn)品。Maxwell一貫致力于通過技術革新，在確保高質(zhì)量的基礎上來降低成本。此外，產(chǎn)量的增加也有助于生產(chǎn)成本的下降，這同時也會推動超級電容器行業(yè)的發(fā)展和技術的進步。A0eesmc

在巨大的市場前景面前，本土上市公司法拉電子、江海股份早已積極布局。據(jù)悉，法拉電子的超級電容已經(jīng)研制成功，現(xiàn)正在和混合動力汽車制造商合作試商用超級電容儲能混合動力系統(tǒng)；江海股份的超級電容器目前已有兩條生產(chǎn)線量產(chǎn)。此外，風華高科的超級電容也已開始面向市場銷售。新宙邦、深圳惠程等上市公司在超級電容方面也均有儲備。A0eesmc

支持原創(chuàng)，版權所有，謝絕轉(zhuǎn)載A0eesmc

A0eesmc