超级电容器早在十多年前就有企业实现批量化生产(如锦州凯美、北京集星等等);并且,在这些年中完善工艺,提高性能,已逐渐从进口转为出口,不少超级电容器生产厂家年销售额破亿元。且随着对绿色新能源的政策扶持,这一情况会变得更为普遍。
超级电容的供应链,主要受其产品型号影响,小到毫法,大到千法,作用各不相同,厂商遍布消费类电子、轨道交通、智能电网、医疗器械、航空航天、风光发电、军用武备等等。
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先驱EEStor公司勇于挑战却惨遭败北
尽管超级电容器已发展多年,但实际生产厂家的数量却少得可怜。一部分厂商面对超级电容器技术上发育不完全的现状,不敢轻易投资,采取观望策略,期待市场能出现一个涉足此领域并获得成功的例子。另外一部分厂商则坚信,只要超级电容器的生产成本实现大幅下降,仅以当前它的快速充放电特性,就可实现快速普及。美国超级电容器生产商EEStor就属于后者。
上世纪90年代,美国超级电容器生产商EEStor为改变超级电容器的市场现状,曾用好几年的时间将大量财力物力投向如何提高超级电容能量密度的研发上,期望能通过自身技术让超级电容器在生产和应用方面上升到一个新的台阶。当时EEStor争取到了巨额的研发资金,还与电动汽车电机提供商ZENN公司达成了战略合作。然而,多名参与此项研究的科学家最后得出了令人遗憾的结论:我们很想打破超级电容器的市场僵局,但现有技术无法实现这一目标。世界超级电容器先驱之一——EEStor,在领域内建立的里程碑式研发项目最终以失败告终。 尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少,但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。相比电池领域,超级电容器的技术过于落后,想要缩小两者在研发方面的差距,首要任务应解决如下问题: 增加超级电容器生产厂商数量,通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发; 扩大高比功率超级电容器的生产规模,实现突破百万件的年生产量; 将超级电容器当前的制造成本降低50%; 拟定一个超级电容器可持续发展战略,主要针对更高效电极材料的探索。 要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度,主要用于在设备的研发和生产两方面。与此同时,政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。
超级电容器的主要研究国为中、日、韩、法、德、加、美。从制造规模和技术水平来看,亚洲暂时领先。 尴尬现状
超级电容器的研发工作一直笼罩在电池(主要为镍氢电池、锂电池)的阴影之下。镍氢电池和锂电池的开发因为可以获得来自政府和大投资商的巨额资金支持,技术交流获得极大推动,也更容易聚焦全世界的目光。相比之下,超级电容器却很难得到雄厚的资金支持,技术的进步和发展也就受到很大程度地制约。另外,超级电容器成本高、能量密度低的现状也与锂电池形成鲜明对比,这使它在很多领域备受冷落,在实际应用上却总被电池取代。然而,超级电容器在技术上一旦取得突破,将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。
中国国内的发展状况
2010年上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。中国国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家,然而,能够批量生产并达到实用化水平的厂家不到20家。国内厂商大多生产液体双电层电容器,重要企业有锦州凯美能源(原锦州富辰、锦州锦容)、北京集星电子、上海奥威等十多家。锦州凯美能源是国内最大的超级电容器专业生产厂,主要生产纽扣型和卷绕型超级电容器。北京集星可生产卷绕型和大型电容器,而上海奥威产品多集中在车用超级电容器上。
从各厂商的产品来看,核心企业间的竞争并不直接,因为没有完全重复的,竞争也只是局限于一个领域范围内的。上海奥威、凯美、集星电子等几家企业仍将占据国内市场绝大的份额,细分市场上各企业的竞争优势将更加明显。总得来说,市场竞争不会太激烈。
基于中国消费电子近些年来的惊人增长表现,预计几年内中国纽扣型超级电容器有望保持30%以上的平均增长率,卷绕型和大型超级电容器则有可能保持50%以上的平均增长率。2013年我国超级电容器的整体产业规模有望达到79亿元。 电池与超级电容器各有利弊,为了集两者的优点于一身,工程师们试图发明两者的混合体--“超级电池”(battery-ultracapacitor)。工程师们的首要任务是要攻克高能量密度这一关口,因为一旦解决了这一难题,超级电池就可替代高成本、大功率超级电容器在运输行业和自然能源采集方面的应用。美国加州大学洛杉矶分校的研究人员2013年3月宣布发明了一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,这种电容器用仅有一个原子厚度的碳层制成,其充电和放电的速度比标准电池快百倍甚至千倍。制造这种超级电容器并不需要高精尖的设备器械,一台普通的DVD刻录机就可以完成整个生产过程。研究小组就表示,使用这种技术 ,他们利用廉价材料在一个光盘上制造100多个微型超级电池,只花费了不到半个小时的时间。
澳科学家发明“超级电容”新材料
2013年7月1日澳大利亚国立大学发布消息说,该校科学家发明了一种能储存更多电能、损耗更小的绝缘材料,可用于制造“超级电容”,在可再生能源、电动汽车、国防及航空航天等领域具有很高应用价值。