水泥和炭黑可制成新型超級電容器 2023超級電容器行業(yè)市場發(fā)展態(tài)勢

• 吳澳燕 2023年8月2日 來源：科技日報 1298 85
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在超級電容器產(chǎn)業(yè)化方面，美、日、韓等國外企業(yè)一直走在前列，產(chǎn)品覆蓋紐扣式、圓柱型、軟包超級電容器，可應用于交通、工業(yè)、電網(wǎng)、消費電子、傳感器等領域。

美國麻省理工學院的一項新研究表明，人類擁有的最普遍且歷史悠久的兩種材料——水泥和炭黑，可能是構成一種新的、低成本儲能系統(tǒng)的基礎。以特定的方式將它們結合在一起，會得到一種導電納米復合材料。

電容器可儲存的電量取決于其導電板的總表面積。該團隊開發(fā)的新型超級電容器的關鍵是一種生產(chǎn)水泥基材料，這種材料具有極高的內表面積，其體積內有致密、相互連接的導電材料網(wǎng)絡。研究人員將高導電性的炭黑與水泥粉和水一起制成混凝土，并讓其固化。

研究團隊計算出，一塊45立方米大小的納米炭黑摻雜混凝土塊將有足夠的容量儲存約10千瓦時的能量，這通常是一個家庭的日平均用電量。由于混凝土可保持其強度，因此以這種材料為基礎的房屋可儲存太陽能電池板或風車一天產(chǎn)生的能量，并可在需要的時候使用。而且，超級電容器的充放電速度比電池快得多。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年國內超級電容器行業(yè)發(fā)展趨勢及發(fā)展策略研究報告》顯示：

超級電容器是一種具有快速、大容量儲能(電能)能力的電容器。其性能與結構介于普通電容器與電池之間，根據(jù)工作原理超級電容可以分為雙電層電容器與法拉第準電容器(贗電容)以及新型的鋰離子超容。

在超級電容器產(chǎn)業(yè)化方面，美、日、韓等國外企業(yè)一直走在前列，產(chǎn)品覆蓋紐扣式、圓柱型、軟包超級電容器，可應用于交通、工業(yè)、電網(wǎng)、消費電子、傳感器等領域。

近些年，我國超級電容器市場保持增長勢態(tài)，尤其在風力發(fā)電、軌道交通、城市電動公交、智能儀表、消費電子等領域出現(xiàn)快速增長。

2023超級電容器行業(yè)市場發(fā)展態(tài)勢

自工業(yè)革命以來，能源危機已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，由能源而引發(fā)的種種問題也在當今社會展露無疑。因此針對新能源的開發(fā)與應用愈發(fā)迫切，由能源危機引發(fā)的種種問題亟待解決。開發(fā)新型可再生能源成為當今社會的熱點，然而利用可再生能源的前提是首先需將其轉化為電能后才能加以利用，因此在新能源發(fā)展的整個過程還存在著一個亟待解決的關鍵技術性問題，即能量的存儲。

目前，市場主流的儲能器件有鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等，而他們又具有各自的應用特色。鋰離子電池雖然能量密度高，但是快速充放問題一直很難突破并且伴隨著一系列安全隱患，如自燃等隱患;與鋰離子電池相比，超級電容器具有功率密度高、循環(huán)壽命長(50~100萬次)、使用溫度范圍寬、安全可靠、環(huán)境友好等特點，因此市場發(fā)展勢頭十分強勁。

超級電容器按照儲能機理可分為雙電層超級電容器和贗電容超級電容器。超級電容器不僅能在新能源汽車、軌道交通、航空航天、電力電氣、消費電子等眾多領域;還在光伏、風電、機械能回收、智慧城市、國防建設等領域有著廣泛的應用等。

超級電容器電極材料主要分為活性炭材料、金屬氧化物材料和導電聚合物材料。從材料成本講，電容活性炭材料是最經(jīng)濟的電極材料，但是國內的電容炭研發(fā)起步較晚，量產(chǎn)和應用滯后，因此我國超級電容器的電容炭90%依賴于進口，其中日本可樂麗活性炭電極材料占據(jù)我國的市場份額近70%，進口電容炭價格高達50萬/噸，高端電容炭超100萬/噸，這嚴重制約了我國超級電容器的發(fā)展。

隨著電池型電容的發(fā)展，超級電容器越來越具有高的能量密度、高的功率密度與超長的使用壽命。有望解決傳統(tǒng)的二次電池與傳統(tǒng)的超級電容不能兼顧三方面特性的弊端。未來，隨著車輛的電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化，超級電容器獨特的性能特點使其在新能源車領域具有巨大的應用前景，主要體現(xiàn)在快充車輛、輔助驅動、安全冗余和舒適性提升四個方面。

超級電容器行業(yè)市場規(guī)模預測

新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括清潔電源儲能與區(qū)域供應，純電動交通，過程節(jié)能減排等關鍵環(huán)節(jié)，目前以二次電池(鋰離子電池為主)，超級電容器，氫燃料電池三大核心產(chǎn)品為主要脈絡，而衍生擴散出巨大的應用網(wǎng)絡。近期又與物聯(lián)網(wǎng)，車聯(lián)網(wǎng)形成了新的融通互動，顯示出勃勃生機與巨大的機遇。

超級電容器電極技術是超級電容器的核心技術，隨著關鍵的電極漿料和涂布工藝的突破，并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，我國企業(yè)已經(jīng)掌握了核心電極技術。此外，國內相關企業(yè)從高分子科學角度出發(fā)，通過對氟塑料的結構和性能關系的工程化實踐，開始了自主研發(fā)干法電極技術，取得了關鍵技術的突破和規(guī)模化量產(chǎn)。

目前中車新能源、天津普蘭納米、烯晶碳能、上海凌容、濟南圣泉等都具有干法電極技術和相關超級電容器產(chǎn)品。

據(jù)超級電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不完全統(tǒng)計，到2025年保守估計市場規(guī)模將達到76.3億元，年平均增長率超過20%。隨著“雙碳”目標的逐步落實，以及電力體制改革進一步深化、儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、可再生能源裝機量快速增長，超級電容器市場預計將在未來3-5年持續(xù)快速增長。

更多行業(yè)詳情請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年國內超級電容器行業(yè)發(fā)展趨勢及發(fā)展策略研究報告》。

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  2023-2028年國內超級電容器行業(yè)發(fā)展趨勢及發(fā)展策略研究報告

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