超級電容如今在全世界范圍內(nèi)也是一個炙手可熱的話題，日韓美德等國家都在這個領(lǐng)域有了較大的發(fā)展。如今超級電容器已被廣泛運用于電子技術(shù)、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國防科技、起重機械、光伏與智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，但其關(guān)鍵技術(shù)一直被國外公司壟斷。
我國從上世紀90年代開始研制超級電容，2013年8月15日，中國南車宣布成立了我國首個超級電容研究所，目標定為五年內(nèi)成為亞太地區(qū)最大、實力最強的超級電容研發(fā)機構(gòu)。作為新能源領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)，更加先進的超級電容儲能技術(shù)將為中國新能源領(lǐng)域帶來一場革命。
超級電容器作為一種新型儲能器件，兼具二次
電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點。其中，高性能電極是超級電容器制造的核心，對超級電容器性能有決定性的影響。
生產(chǎn)高性能電極技術(shù)的難點在于電極碳材料結(jié)構(gòu)，法國國家科研中心和奧爾良大學研究人員借助核磁共振光譜技術(shù)量化分析了電極和正負離子間的靜電作用強弱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳電極材料結(jié)構(gòu)越不規(guī)則，超級電容器的容量就越大，對高壓的承受能力也越強。
近幾年參與到超級電容市場競爭的廠商也日益增多，國內(nèi)有上海奧威、深圳今朝時代、北京集星聯(lián)合、錦州凱美、哈爾濱巨容新等，國際品牌中則以美國MAXWELL、韓國LSMtron、Nesscap、日本松下、NEC-TOKIN等為代表。
國內(nèi)超級電容器企業(yè)普遍未能有效掌握高性能電極制造技術(shù)，只能采購外國的電極制造超級電容。
政策影響與新能源商機
在現(xiàn)階段內(nèi)，國家政策導向依然是推動超級電容器行業(yè)向前發(fā)展的重要動力。在國家“十二五”能源與環(huán)保政策的帶動下，新能源汽車(特別是大中型客車)、風電行業(yè)等將成為大容量超級電容器重要的應用市場。
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)預測，2013中國超級電容器市場規(guī)模預計約為19.2億元人民幣，2016年則將增至33億元人民幣，年均增長率在20%左右。
隨著市場的快速發(fā)展，目前市場上的超級電容器生產(chǎn)制造廠家數(shù)量越來越多，市場的有效競爭將刺激并推動超級電容器技術(shù)的快速發(fā)展和應用;與此同時，超級電容器的生產(chǎn)及應用規(guī)模不斷擴大，也必然有利于降低超級電容終端使用客戶的成本。在產(chǎn)品價格已逐步透明化的市場上，競爭焦點主要集中在售前的產(chǎn)品技術(shù)方案支持以及售后服務等方面。
超級電容已經(jīng)大批量應用于節(jié)能與新能源汽車(電驅(qū)動與制動能量回饋系統(tǒng))、風力發(fā)電(變槳系統(tǒng)后備
電源)、電力(微電網(wǎng)/配電自動化)、軍工(功率電源)等市場領(lǐng)域。
超級電容在全球市場的規(guī)模從2007年的40億美元(約合243.7億元人民幣)發(fā)展到2013年的120億美元(約合731億元人民幣)。
石墨烯技術(shù)的突破并應用在超級電容上，作為超級電容器的電極也使其在性能上有極大的提高，推動了超級電容市場的進一步發(fā)展。
石墨烯與超級電容
據(jù)專家介紹，2007年，美國權(quán)威雜志將超級電容器列為2006年世界十大科技發(fā)現(xiàn)之一，認為超級電容器是能量儲存領(lǐng)域的一項革命性發(fā)展?；钚蕴?、活性碳纖維等碳質(zhì)材料是目前研究和應用最為廣泛的超級電容器材料，自從石墨烯成功制備以來，業(yè)界積極探索這種碳質(zhì)新材料在超級電容器中的應用。
石墨烯具有極高的比表面積，石墨烯片層的兩邊均可以富集電荷形成雙電層，此外石墨烯皺褶及疊加效果，可以形成納米孔道和納米空穴，利于電解液的擴散，所以石墨烯基超級電容器具有良好的功率特性。
基于石墨烯擁有眾多優(yōu)良特性，例如超高導電性能和巨大的比表面積，石墨烯基材料已在超級電容器應用中展現(xiàn)出巨大的應用潛力。
據(jù)每日科學網(wǎng)站近日報道，澳大利亞科學家用石墨烯制造出了一種更致密的超級電容，其使用壽命可與傳統(tǒng)
電池相媲美，且能量密度為現(xiàn)有超級電容的12倍，可廣泛應用于可再生能源存儲、便攜式電子設(shè)備以及電動汽車等領(lǐng)域。
莫納什大學材料工程學教授李丹(音譯)領(lǐng)導的研究團隊研制出了一種能量密度為60小時瓦/升的新型超級電容，其能量密度可為目前的超級電容的12倍左右，而其中所使用的的正是石墨烯。因為石墨烯的化學性能非常穩(wěn)定，而且導電性能卓越。
李丹團隊利用以前研發(fā)出的一種適應性石墨烯凝膠薄膜來制造新型超級電容中的致密電極。另外，他們使用傳統(tǒng)超級電容內(nèi)的導體——液體電解質(zhì)來控制亞納米尺度的石墨烯薄片之間的間隔。這種液體電解質(zhì)有兩個作用：保持石墨烯薄片之間的微小間距以及導電。
與傳統(tǒng)“硬”的多孔碳很多不必要的大“孔”浪費了不少空間不同，李丹團隊使用石墨烯薄片制成的電極，在沒有損害多孔性的同時也讓能量密度達到了最大值。他們使用的方法與傳統(tǒng)造紙過程中使用的方法類似，這意味著這一方法很容易進行工業(yè)升級而且也具有成本優(yōu)勢。
超級電容器有著極為廣闊的發(fā)展空間，為推動低碳、環(huán)保、節(jié)能事業(yè)提供助力，在各類能源供應方面起到舉足輕重的作用。[!--empirenews.page--]
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