超级电容动力电池.doc

永不磨损的超级电容动力电池116.114.158.* 发表时间： 2010-8-26 0:01:32 点击数：193 回复数：0 一：市场规模：针对未来电动汽车大发展的机遇，现在大家都在拼命研发磷酸铁锂的汽车动力电池，但按照技术发展，由于磷酸铁锂动力电池的固有缺陷，预计在未来23年，磷酸铁锂动力电池会被逐渐淘汰。现在的汽车动力电池主要有以下四种：A：最低档：铅酸电池能量密度0.030.05度/kg，太低，污染重，只能用在现在的电瓶自行车。B：低档：镍氢电池，0.10.2度/kg,价格昂贵，行驶很短6080km，电动汽车上没前途。C：高C：高档：磷酸铁锂电池，0.40.5度/kg,价格较贵，20003000次循环寿命，深圳比亚迪电动汽车已经能实现一次充电行驶80100km.需要启动汽油机的混合动力来延长里程，但安全风险较大。D：超高档：超级电容动力电池，1.01.5度/kg，价格便宜，免维护，1050万次的充放电循环寿命，会成为动力电池的主流。（1）高耐压超级电容动力电池：和镍氢电池/磷酸铁锂动力电池相比，超级电容动力电池更具有优势，能量密度高：1.02.0度/kg，是镍氢电池的510倍，磷酸铁锂的35倍不经过电能/化学能的转化损耗，电能利用率高达95安全：不存在易燃易爆物质，不会爆经久耐用：预计1050万次的充电循环，确保使用寿命10年价格便宜：预计只有镍氢电池的20，磷酸铁锂的3040。（2）高密度随机存储器DRAM：大幅提高的介电常数，能大幅提高现有容量。（3）风力发电/小规模太阳能发电的电力储存电池（4）变电设备的意外启动电源2-2：市场：（1）汽车动力电池：尽管行驶里程只有80100km，但现在的动力电池很昂贵，接近50000元/辆，只有大幅降低电池成本，电动汽车才会大规模普及，镍氢电池和磷酸铁锂电池的原料成本很高，是很难普及的。国内市场：从2011年，按纯电动汽车国内销量200万量计算，每辆40000元的动力电池，总计2,000,000辆*40,000元=8.0*1010元=800亿元出口国外汽车公司：（2）电动自行车：和现有的48V/20Ah铅酸电瓶的4050km路程相比，存储5度电的超级电容动力电池可以使一次充电的行程达到200km，和铅酸电瓶竞争优势太强了，完全淘汰摩托车，但需要研发配套的稳压稳流电路，使电机转速稳定。电动自行车存储5度电的超级电容动力电池很小，预计在2000元左右，估计市场规模：300万辆*2000元/辆=60亿元（3）太阳能LED照明灯：需要1-2kWh的长寿命动力电池，要求使用寿命超过15年。（4）计算机不间断电源：（5）家用屋顶太阳能发电系统储能电池：建立一个太阳能家用发电系统，屋顶太阳能发电后被储存到超级电容电池，储存的电能经过稳压装置供应家庭独立的供电。现在太阳能光伏电池较贵，一旦技术进步后价格大幅下降，家用太阳能发电系统就会向太阳能热水器一样普及。（6）家用省电器：一般家用耗电在510度/天，利用分时电表差价，在下半夜半价时充电储存510度电，白天放电使用，节省一半的电费。市场需求应该很大。我们正在发展一种高电压的超级电容动力电池，性能远远比磷酸铁锂动力电池优异。由于采用了全球独创的新型固体功能材料，实现了超级电容的超高容量和高耐压。这种高耐压超级电容电池具有如下的技术优势（1）充电速度快：由于不存在电能转化化学能的化学反应，充电10分钟1h可达其额定容量的95以上；（2）循环使用寿命长，预计深度充放电循环使用次数可达10万次50万次，没有“记忆效应”；（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率90；（4）功率密度高，可达1.02.0度/kg，相当于磷酸铁锂电池的35倍；（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；使用的原料都是廉价金属。（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；（7）超低特性好，度范围宽-50120；（8）检测方便，剩余电量可直接读出；（9）单节容量范围：200F600F/kg。（10）高耐压：能耐电压300V。（11）只要稳定电压，没有过充电损害电池。一：超级电容动力电池的储存能量：我们可以如下计算超级电容动力电池的储存电量功率：1-1：永不磨损超级电容动力电池的技术标准：充入电压：220v电容量：200F/kg1-2：单节满容存储电能：储能公式Q=1/2*CU2Q=1/2*CU2=1/2*200F*220V=4.84*106J=1.3度/kg实际放电量90，到开路电压60VQ=4.84*106*90*=1.2度/kg电。按照现在电动汽车耗电量测试结果15度电/100公里，50kg电池电芯（100kg总重）的电池组一次充满电可以行驶400公里。二：和现有超级电容的比较：国内锦州百纳也生产超级电容，但他们都是电解电容器，由于电解电容器容易击穿，电解质有腐蚀性，容易老化，耐压很低仅仅2.7V，无法实用于汽车动力电池。2008年上海张江开行了国内第一辆超级电容公交车，由于他们采用的是超级电解电容，存在的优点和问题很多。2-1：缺点：（1）超级电容耐电压太低，储电量不够：电池组只有10度的电量储存，公交车测试耗电量1.4度/km，行驶里程太短。（2）可靠性很差：现有的水溶液超级电容动力电池漏电流很高，夏天经常故障，因为高下漏电流大幅增加，容量下降。冬天低会结冰，难以使用。按照漏电流度曲线，水溶液超级电容已经接近技术极限，很难再提高了。（3）单个电容量不大：4000F（4）耐压太低：国内全部是0.9V2.7V，根据电量公式Q=1/2*CU2，电容的充电量和充电电压最显著，提高充电耐压能大幅提高电容储电量。一个200F/220V的超级电容存储的电能比5000F/2.7V多260多倍。（5）需要专用的充电设备，使用成本很高。2-2：优点：（1）电容汽车制动性能优异（2）使用寿命超长，维护成本很少。（3）安全环保2-3：永不磨损超级电容动力电池特点：（1）没有电解质，采用新型固体功能材料，由于介电常数达到30000，比电解电容大幅提高电容量。（2）高耐压：可以基本实现220V电压充电，击穿电压更高。（3）不磨损：在电动汽车报废前，基本不需要更换。（4）安全：内部没有易燃易爆物质和侵蚀性物质。电容电池的特点、注意事项及发展前景 更新于2010-07-19 10:52:55 文章出处: 百度百科 关键字： 电容电池 注意事项 研发情况 电池的特点（1）充电速度快，只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95以上；而现在使用面积最大的铅酸电池充电通常需要几个小时。 （2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达50万次，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年如果相应地和铅酸电池比较, 它的使用寿命可达68年, 且没有“记忆效应”。 （3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率90%； （4）功率密度高，可达300W/kg5000W/kg，相当于普通电池的数十倍；比能量大大提高，铅酸电池一般只能达到0.02kWh/kg，而超级电容电池目前研发已可达10 kWh/kg， （5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源； （6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护； （7）超低温特性好，使用环境温度范围宽达-40+70； （8）检测方便，剩余电量可直接读出； （9）单体容量范围通常0.1F-1000F 。使用注意事项1、超级电容器具有固定的极性。在使用前，应确认极性。 2、超级电容器应在标称电压下使用： 当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃。4、安装超级电容器后，不可强行倾斜或扭动电容器，这样会导致电容器引线松动，导致性能劣化。 5、在焊接过程中避免使电容器过热：若在焊接中使电容器出现过热现象，会降低电容器的使用寿命，例如：如果使用厚度为1.6mm的印刷线路板，焊接过程应为260，时间不超过5s。6、将电容器串联使用时： 当超级电容器进行串联使用时，存在单体间的电压均衡问题，单纯的串联会导致某个或几个单体电容器过压，从而损坏这些电容器，整体性能受到影响，故在电容器进行串联使用时，需得到厂家的技术支持。超级电容电池的目前市场随着各国对超级电容电池紧锣密鼓的研发，技术日趋成熟，超级电容电池已进入应用阶段，渐趋市场化、商业化。 极具代表意义的是2006年8月28日，由奥威科技等单位参与的上海科技创新登山行动计划超级电容公交电车示范线11路正式开通，标志着我国乃至世界首条超级电容电动公交车线路迈出了商业化运行的步伐。这10辆“零污染”超级电容公交车和10个智能充电站，这种超级电容车看上去是一辆无轨电车，所不同的是“剪”掉了头顶上累赘的两根大“辫子”，在车底部安装了一种超级电容器。车进站后趁着上下客的间隙，车顶充电设备会自动垂直升起，搭到隐藏在候车站“屋檐”下的电缆上，30秒钟即完成充电，能平稳行驶3-8公里，最高速度则可达每小时44公里。与有轨、无轨电车相比，超级电容公交车没有地面轨道和空中触线网，有利于“净化”城市空间。据了解，在开启空调的情况下，超级电容公交车每公里带空调耗能仅为1.4度电，能耗费用仅为燃油汽车的33%，在刹车制动时能量回收率达到40%。虽然这种车的技术还不够完美，加上驾驶员的操纵还不到位，会有这样那样的小问题，但其运行前景不容置疑。另外，超级电容器在变配电站直流系统中、税控机、税控收款机上、摇晃式手电筒上（免换电池，只要摇晃30秒钟，即可发光5分钟；照射距离1公尺）、智能表类（如智能水表和煤气表）上、计算机UPS电源方面亦多有应用。打开淘宝网，已能找到几家出售这种新电源的商铺，足以说明它的市场化程度。目前超级电容电池的研发情况超级电容器是上世纪80年代后发展起来的新型储能器件，在欧洲、美国、日本已经开始形成新兴的产业。国外研发情况从1990年开始，世界各国开始成立专门机构开发和生产超级电容器，目前，在该技术领域中处于领先地位的国家有俄罗斯、日本、德国和美国，这些发达国家已把超级电容器项目作为国家重点研究和开发项目，并提出了近期和中长期发展计划。在超级电容器的实用性方面，俄罗斯走在世界的前列。国内研发情况我国从九十年代开始研制超级双电层电容器，与国外先进水平还有一定的差距。据有关资料表明，国内有些单位已经研制出比能量为10Wh/kg、比功率为600W/kg的高能量型及比能量为5Wh/kg、比功率为2500W/kg的高功率型超级电容器样品，循环使用次数可达50,000次以上。性能指标已经达到国际先进水平，成本较国际平均价格有大幅度下降，初步具备应用水平。我们相信，在创新精神的鼓励下，我国超级电容将很快赶上、超过世界先进水平。超级电容电池 充电只需几分钟作者：熔桓发稿时间：2011-01-27 12:46:10点击：421沸石矿模板炭带有直径1.2纳米的纳米孔阵列，可提供最佳平衡，实现高速性能与高容量电容，物理学家组织网站2011年1月26日报道，为了开发新一代电动汽车、太阳能系统和其他清洁能源技术，研究人员需要一种有效的途径来存储能量。有一种关键的能量存储设备适用于这些应用和其他应用，就是超级电容器，也称为电双层电容器（electric double-layer capacitor）。独特的三维阵列纳米孔刻在沸石矿模板炭中，使它能够用作电极，以制备高性能超级电容器，这种电容器具有高容量和快速充电时间来源：美国化学学会在最近的一项研究中，科学家们已经考察了可能使用的一种材料，这种材料叫做沸石矿模板碳（zeolite-templated carbon），可作为电极，用于这种类型的电容器，他们发现，这种材料独特的孔状结构大大提高了电容器的整体性能。研究人员博之福华（Hiroyuki Itoi），西原博友（Hirotomo Nishihara），太极小暮（Taichi Kogure），京谷隆（Takashi Kyotani）来自日本仙台（Sendai）东北大学（Tohoku University），他们已经发表的成果就是研究高性能电双层电容器，发表在最近一期的美国化学学会杂志（Journal of the American Chemical Society）。为了储存能量，电双层电容器充电要使用离子，这些离子从本体溶液（bulk solution）迁移到电极，在那里它们被吸附。在到达电极表面之前，这些离子必须穿过狭窄的纳米孔，而且要尽可能快速高效。基本上可以说，离子穿过这些路径越快，电容器充电就越快，就会带来高速度性能。此外，电极吸附离子密度越大，电容器可以存储的电荷量就越大，就会带来高容量电容。最近，科学家们一直在测试材料，他们使这些孔具有各种不同的大小和结构，努力实现既有快速的离子传输，又有很高的吸附离子密度。但是这两个要求是有点矛盾的，因为离子穿过较大的纳米孔会更迅速，但大纳米孔会使电极密度低，从而降低吸附离子密度。“在这项工作中，我们成功地表明，有可能满足这两个看似矛盾的要求，就是满足高功率密度和高容量电容，采用沸石矿模板炭就可以，”西原对物理学家组织网站说。这种沸石矿模板炭包含的纳米孔直径是1.2纳米，小于大多数电极材料，而且有一种非常有序的结构，而其他的孔可能就是无序的和随机的。这种纳米孔的小尺寸就使得吸附离子密度很高，而这种有序的结构被描述为钻石般的框架，就使离子可以快速穿过纳米孔。在先前的研究中，研究人员发现，沸石矿模板炭上面的纳米孔小于1.2纳米，就无法实现快速离子传输，这表明这一尺度可提供最佳平衡，就是平衡高速性能与高容量电容。在测试中，沸石矿模板炭的性能超过了其他材料，表明它可被用作一种电极，用于高性能电双层电容器。“我们现在正在试图进一步提高沸石矿模板炭的能量密度，使它达到和充电电池相同的水平，”西原说。“如果这样的电双层电容器被开发出来，用于移动设备比如手机，充电时间就可缩短到只有几分钟。还有另一个重要的应用前景，就是电双层电容器可以支持电动汽车的充电电池，延长电池使用寿命。也为了这种目的，实现更高的能量密度就是一个关键问题。”更多信息：博之福华等，三维阵列和相互连接的1.2纳米纳米孔用于高性能电双层电容器（Three-Dimensionally Arrayed and Mutually Connected 1.2-nm Nanopores for High-Performance Electric Double Layer Capacitor.），美国化学学会杂志，/doi/abs/10.1021/ja108315p超级电容器市场投资机会分析TIME：2010/7/27 22:13:46 CTR： 36 新能源，产业转型中的重要组成部分，从前年至今已被炒作数波，这一概念范围颇广，从太阳能、风能到核能，从汽车到电池，好像都和新能源挂钩。其实，新能源的关键在于能源的储藏技术上，如电动汽车，所存在的最大问题在于充电，现在所推的商业模式，是开设“加电站”来换电池来解决。如果能找到“超级电容器”，就能解决这个问题。正因为如此，新能源概念炒作到目前，“超级电容器”成为后来居上者。新能源汽车推广或成契机所谓超级电容器，是一种新型储能装置，由于其的储能的过程是可逆的，从而可以反复充放电数十万次，具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。目前，超级电容器主要用于五个方面，包括税控机、数码相机、掌上电脑等微小电流供电的后备电源；智能表（智能电表）作电磁阀的启动电源；航标灯等太阳能产品中代替充电电池；小型充电产品中代替充电电池以及电动玩具电动机等小功率电器的驱动电源。未来，超级电容器在汽车（特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆）、铁路、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力，因而被世界各国所广泛关注。上月初，我国针对私人购买新能源汽车的财政补贴政策正式出台，新政策选择上海、深圳等5个城市作为启动私人购买新能源汽车补贴试点，插电式混合动力乘用车每辆最高补贴5万元；纯电动乘用车每辆最高补贴6万元。市场人士指出，这将成为超级电容器进一步发展的契机。找到材料是关键超级电容器的发展，其中最重要的就是找到所使用的材料。此前，业内热议，锂离子动力电池将取代铅酸电池、镍氢电池，但一种由高纯钛酸钡制造的超级电容器，却可能彻底颠覆锂离子电池。资料显示，目前的汽车动力电池主要有以下四种：最低档的为铅酸电池，污染重，目前只用于电瓶自行车。较低档为镍氢电池，特点是价格昂贵，行驶很短，电动汽车上没前途。再好一点的是磷酸铁锂电池，价格较贵，目前深圳比亚迪电动汽车已经使用，并实现一次充电行驶100120km。需要启动汽油机的混合动力来延长里程，但安全风险较大。最好的是超级电容动力电池，价格便宜，免维护，1050万次的充放电循环寿命，会成为动力电池的主流。据了解，这种由高纯钛酸钡制造的超级电容器，和镍氢电池/磷酸铁锂动力电池相比，具有能量密度高、电能利用率高、安全、价格便宜等优势。分析人士指出，超级电容器上下游产业发展将受到政府的强有力支持。它的用途决定了其战略价值，全球各主要国家均投入大量的人力物力来研发。随着中国经济结构调整的深入，政府终将会发现其价值，并出台强有力的产业扶持政策以促进该战略性产品上下游产业链的发展。低吸机会已经来临天相投资认为，投资超级电容器行业，主要注意以下三点，一、超级电容器行业还处于起步阶段，但是未来的发展空间很大；二、超级电容器的最主要应用领域将集中于交通领域和智能电网领域，其技术壁垒比较高，有望获得超额收益；三、超级电容器在工业设备领域的应用具有一定空间，但其基本上是基于项目来的，受益的公司将以超级电容器电控系统细分领域为主。超级电容器的上下游产业基本情况如下：终端应用行业、超级电容器组系统、超级电容器电控系统、超级电容器、电极、电解质、隔膜。目前A股上市公司中，法拉电子、铜峰电子、深圳惠程、新宙邦、佛塑股份、大东南、南洋科技、凯恩股份、安凯汽车、曙光股份、金龙汽车等，涉及到超级电容上下游产业。具体到操作策略上，今年3月5月，超级电容出现过一波炒作，如法拉电子，在不到两个月时间里，涨幅近一倍，从15元左右涨到近30元。不过，经过近两月以来的下跌，该板块已经回归到合理估值范围，由于新能源是经济转型的重要支柱产业之一，相信还将有良好表现，投资者可等待机会，逢低介入。个股机会深圳惠程目前处于起步阶段，持股90%的深圳市惠程高能能源科技公司，主营业务为超级电容器、高能电容、电池储能组件、电动车及工具用动力电容、光伏太阳能路灯组件、UPS用中继电容及材料的研发、购销等。公司拟采用纳米碳纤维做电极材料，该材料的比容量为220F/g，采用特殊导电聚合物修饰的纳米碳纤维电极材料的比容量可以达到520F/g，可制成大电量的储能电容器。本项目达产后，可形成年产50万只1000F超级电容器的生产能力。新宙邦国内超级电容器行业起步较晚，电解液市场规模较小，主要依赖于从国外进口。根据规格和型号的不同，超级电容器电解液成本占超级电容器成本的比重在15%-40%之间。从2004年开始，新宙邦开始了超级电容器电解液的研发工作，目前掌握了超级电容器电解液的关键技术：季铵盐合成技术及电解液配制技术。公司现已成为全球主流的超级电容器制造商美国Maxwell公司、REDI公司等的合格供应商，并逐步实现批量供货；国内客户主要有北京集星、北京合众汇能、锦州凯美等公司。自2009年起，公司客户及订单量不断增加。有望成为世界主流的超级电容器厂商的主要供应商之一。超级电容全解析及其发展前景TIME：2010/7/27 11:54:49 CTR： 44 超级电容以前主要用于大功率电源和大型工业与消费类电源设备，如今在各种尺寸的产品、特别是便携式设备中也找到了用武之地。超级电容以高达数千法拉的电容值和快速充放电速率而闻名于世。 由于能够长时间存储大量的电能，超级电容表现得更像是电池而不是一个标准电容。事实上，随着技术的进步，它们将替代众多产品中的可充电电池，从计算机、数码相机、手机到其它手持设备。 超级电容是什么？ 简单地说，超级电容是一种非常大的极化电解质电容。这里的大指的是容量，而不是它们的物理尺寸。 的确，对于普通的电解电容来说，电容值和/或电压值越大，整个封装也越大。电解电容通常提供微法拉数量级的电容值，从约0.1uF到约1F，其电压标称值最高可达1kVdc。一般来说，额定电压越高，电容值就越小，而电容值越大，封装也就越大，而且工作电压也可能会降低。 这些规则基本上也适用于超级电容。超级电容的容值在1F以上，工作电压范围从1.5V到160V甚至更高。随着电容值和电压增加，其体积也会增加。 电容值在数十法拉左右的早期超级电容是个大块头，主要用于大型电源设备。具有低电压工作能力的小体积超级电容则常用作消费电子设备中的短期备用电源。 尽管超级电容和电解电容存在很大的相似性，但在电气性能和物理尺寸方面也有很大的差异。例如，一个普通的10uF、25Vdc额定电压电解电容尺寸可能略小于甚至等同于1F到10F、2.7Vdc的超级电容。随着最近技术的进步，将超级电容的工作电压提高到25Vdc时，尺寸增加不到一倍，根据具体应用场合，这样的体积变化可能并不十分显著。 剖析超级电容 原则上讲，人们可以将超级电容看作是一个可充电电池。它能存储与其容量成正比的电荷，并在要求放电时释放电荷。超级电容与电解电容的最大区别是其电子双层架构，它能实现更高的容量。 标准电容的结构是在两个附属于金属板上的电极之间夹一层电介质层(图1)。根据电容类型不同，电介质可以是氧化铝、四氧化钽、氧化钛钡或聚丙烯聚酯，不同的材料决定了不同的容量和电压特性(图2)。电介质的多少和极板间的距离也会影响电容量。然而，极板间最大允许距离限制了电介质的数量。 在这种单层结构中，增加电介质数量来提高容量通常是可行的，方法有三种，即增加封装宽度和极板尺寸、增加封装长度和增加极板距离或这两种方法的组合。这三种方法都将导致电容器的体积变大，这是增加电容容量必须做出的一种牺牲。 双电层电容器(EDLC)正如它的字面意义那样可以解决上述问题，它在相同的封装内增加了第二个电介层，这个电介层与第一层在中间隔离物的两边并行工作(图3)。EDLC也采用无孔电介质，如活性碳、碳纳米管、炭黑凝胶，并选用导电聚合物，其存储容量要比标准的电解材料高出许多。额外层和更高效电介材料的这种组合能使电容容量提高近4个数量级。 不过，电压能力是超级电容的薄弱环节，根源在于电介质材料。EDLC中的电介质特别薄，只有纳米数量级，因此能产生很大的表面积，从而形成更大的容量。但这些很薄的层不具有传统电介质理想的绝缘特性，因此要求较低的工作电压。 超级电容应用 与标准电容和电池相比，EDLC的多个优点使得它们能成为理想的替代品。这些优点包括：与可重复充电电池相比充放电次数更多，实际效率高达98%，更低的内部电阻，大输出功率，更好的热性能，与电池和标准电容相比有更好的安全余量。 与所有类型的电池不同，EDLC没有特殊的处理要求，因此在整个生命周期内都具有环境友好特性。以前又大又笨重的超级电容现在已经有了各种尺寸的产品，可以适合任何应用以及几乎任何预算。 针对便携式设备的超级电容 如前所述，大电容值的超级电容在物理尺寸方面不再是一个障碍。5F以上的超级电容已经开始应用于许多便携式和手持式产品。在一些案例中，这些元件甚至可以代替给这些产品供电的电池。 Tecate Group推出了具有多样配置的多种PowerBurst品牌超级电容器。针对通用的脉冲电源、混合电池和便携式产品应用，径向引线的TPL和径向折弯的TPLS系列双层电容器分别具有0.5F到70F和100F到400F的容量(图4)。这两类器件的电压额定值都是2.7V，工作温度范围是-40到65。TPL和TPLS系列的最大高度分别是45mm(100F)和60mm(400F)。 CAP-XX公司专门针对便携式市场推出了GS/GW系列单节和双节超级电容器(图5)。这些电容提供了电能有限的电池的替代品，寿命非常长，单节配置电压为2.3V，串联连接的双节电容器电压可达4.5V。 这两种电容的工作温度范围都是-40到75。GW系列产品的外形尺寸为28.5x17mm，电压4.5V时的电容量最高为0.4F，等效串联电阻(ESR)低于60 m。GS系列产品的外形尺寸为39x17mm，电压4.5V的电容量可达0.7F，ESR低至34 m。 同样针对紧凑空间设计但可耐更高温度的CAP-XX公司HS和HW系列电容器具有很薄的外壳，工作温度范围是-40到85(图6)。在4.5到5.5V电压范围内，HW的尺寸为28.5x17mm。在5.5V电压时的电容量可达0.4F，ESR在5.5V时可低至100 m。 这些元件的厚度范围从0.9mm到2.9mm不等。电容量可达0.7F的HS系列外形尺寸为39mmx17mm，厚度范围同样为0.9mm到2.9mm，最小ESR为55 m。这两个系列的超级电容可以处理高达20A的脉冲电流，额定的RMS电流为4A。 Kanthal Globar公司的Maxcap双层电容器可以用来代替作为存储器后备电源的电池，具有超过5.5 F/in.3的容积效率、无限的服务寿命、快速充放电能力和非常低的漏电流等特性(图7)。Kanthal Globar公司还表示，这些电容比电池更安全，在短路时不会爆炸，也不会损坏。这些电容器是非极化器件，不需要限流电阻或过压保护，因而可以消除装配错误和相关的成本。 Maxcap电容有径向引线(LP、LC、LK、LT、LF、LV、LX和LJ系列)和表面贴装(LM系列)两大类。额定电压为3.5V或5.5V，电容值范围从0.01F到5F和0.47F到1F与5.6F，具体取决于额定电压值。电路板上还有一种5F/11V的封装。工作温度范围有两种，一种是从-40到85，一种是-25到70。另外，所有的Maxcap都是小尺寸元件，可在远端部署，并且不要求接入端口。 针对大型设备的超级电容 虽然看起来似乎所有电子设计都在缩小尺寸，设计师在拚命地争夺每纳米空间，但仍有许多领域微型化既不可能也没必要，包括汽车和运输、再生能源、军用和航空。在这些领域，通常采用更大尺寸的超级电容。 Maxwell Technologies公司推出的突破性BOOSTCAP产品设定了事实上的标准，基于其私有电极技术的产品可提供单节和多节模块化配置。 模块化BOOSTCAP配置由涵盖14个模块的BPAK和BMOD系列组成(图8)。根据具体的应用，用户可以从下列电容值/工作电压组合中选取合适的产品：15Vdc下有20、23、52和58F；16.2Vdc下有110、250或500F；48.6Vdc下有165F；75Vdc下有94F；125Vdc下有63F。这些模块的外形尺寸也不等，从约178x52x32mm到超过515x263x211mm。目标应用包括工业、汽车和消费类市场。 Maxwell Technologies公司还有许多大型的具有很高容量的BOOSTCAP品牌单节电容器，不过工作电压比较低。BCAP系列共5节，在2.7Vdc的工作电压下电容值可达650、1200、11500、2000和3000F(图9)。这些电容的主要用途是与电池并行工作，适合要求恒定低功率放电以及峰值负载下提供脉冲功率的应用。 Evans Capacitor公司的3STHQ3和3PTHQ3电容组器件则主要用于任务繁重的军事应用，它将公司的三个THQ3混合电容集成进了一个阳极电镀、环氧密封的铝壳中，整个尺寸为4.471.591.09英寸(图10)。针对更高的工作电压，3STHQ3组可以串联电容的方式提供以下四种产品：0.004 F/160 Vdc, 0.0028F/200Vdc, 0.0019F/250Vdc和0.0011F/300Vdc。 针对更大的容量，3PTHQ3组器件可以并联电容的方式提供0.45F/10Vdc到0.01F/125Vdc范围内的产品。这两种配置的工作温度范围都是从-55到85，包括所有必要的平衡电阻和走线。 针对大电流环境，德国制造商Wima提供了全系列的双层圆柱形器件，其工作电流额定值高达400A，脉冲电流承受能力可达1400A。Wima公司的SuperCap C系列和R系列产品由电容值在110到600F范围内的2.7Vdc电容组成，它们的工作电流和脉冲电流额定值分别可达100A和800A。 最大和最强健的SuperCap MC系列则规定了14Vdc的工作电压和400A的电流。该产品的重量为1.7公斤，长宽高尺寸为325x60x90mm，正负电极之间的距离是265mm，可承受高达1.4kA的脉冲电流。 其它参数包括110F20%的电容量，内部电阻为7m，最大储存能量为10kJ，工作温度范围是-30到65，工作寿命长达9万小时。 超级电容的未来 如前所述，超级电容有望代替众多设备中的可充电电池。这种演进是合理的，特别是目前人们对绿色技术和高性价比替代能源非常渴求。 最近超级电容制造商CAP-XX和Perpetuum正在就能量收储解决方案展开合作，目的是要成功创建无电池的无线传感器状态监视系统。在去年6月份举行的nanoPower论坛上演讲的一个案例研究就介绍了Perpetuum的PGG17振动能量收储微型发电机如何与CAP-XX的超级电容器配合实现无电池状态监视系统的。这些系统采集并在机器上显示数据，目的是改善资产管理质量。 据这两家公司介绍，传统的状态监视系统需要人工的数据采集，或使用电池供电的无线传感器。据他们宣称，在与这些系统相关的恶劣环境中，电池可能只能用2到5年。显而易见，在一个可能有数千个电池供电的无线传感器节点的工厂中，更换和处理电池的成本将非常高。 在平时工作过程中，PMG17将无用的机械振动转换成电能，可以提供0.5mW到50mW的稳定电源。CAP-XX超级电容器储存这些能量，然后提供在无线网络(如IEEE802.15.4和802.11)上传送传感器状态数据所需的峰值功率。相关深度研究：中国电解电容器及其原材料行业调研与发展预测报告2010版中国薄膜电容器及其原材料行业调研与发展预测报告2010版中国超级电容器行业发展研究及投资分析报告2010版（含2010-2013年预测）-动力电源系列报告中国锂离子电容器LIC市场发展研究与预测报告2010版-动力电源系列报告2013年中国超级电容器市场规模预测TIME：2010/7/27 11:30:42 CTR： 38 超级电容器产品虽然问世不久，但由于它具有特殊的优点，已在许多领域中获得了应用，其前景可以认为是非常广阔。2010年上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车更是吸引了众多观光者的眼球。超级电容车一旦展开普及，市场会大的超出想象。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。预计2010-2010年各企业之间仍将有良好的合作，市场格局不会发生大的变化。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年来的惊人增长表现，预计今后几年内，我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。到2013年，我国超级电容器的整体产业规模有望达到79亿元。我超级电容器产业化走在世界前列TIME：2010-7-26 9:14:47 CTR： 31 普普通通的活性炭经高技术改性一跃成为高纯度活性炭，制成电储新材料用于超级电容器。上海奥威科技开发有限公司“十年磨一剑”获得的这一技术，经过持续打造和提升，已实现产业化，超级电容器开始用于新能源车，这标志着我国超级电容器研发应用已达到世界先进水平。记者年初从奥威公司了解到，在国家推广新能源汽车的“十城千辆”计划中，该公司已接到产值超过10亿元的超级电容器订单。 超级电容器是近十几年来随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件。世界著名科技期刊美国探索杂志曾将超级电容器列为2006年世界七大技术发现之一。奥威科技公司开始涉足超级电容器是在1998年。当时该公司董事长华黎到俄罗斯考察，了解到用高纯度活性炭可用作超级电容的电储原料。从此，奥威开始了超级电容的研发，现已拥有40多项技术专利。 据奥威公司技术开发部杨总监介绍，普通活性炭每克质量的表面积约数百多平方米，奥威通过改性技术使它每克质量的表面积达到2000平方米以上。巨大的表面积加上电荷之间非常小的距离，使得超级电容拥有很大的电容量。在储能机理上，它是高度可逆的，而且寿命很长，其放电比功率较蓄电池提高近十倍。以此材料可做到高至数千法拉甚至上万法拉的超大电容器，能够瞬间释放数百至数千安培电流，可充放电10万次以上而不需要任何维护和保养。因此用在公交汽车和电车上，可充分发挥其“零”排放、节能、低成本、低噪音和充电快等优势。 进入新世纪以来，奥威公司加快了超级电容的力产业化进程。2002年，该公司超级电容首此用在上海市18路电车上，此后的崇明岛生态村观光车、中国工博会接驳大巴，都用上了超级电容，性能一次比一次好。据悉，在2010年世博会期间，奥威产品将用在 36辆新型超级电容公交车上。 最近，奥威公司在浦东老港工业园建设了生产基地，年产350万只超级电容器工厂已经开工。奥威董事长华黎表示，他们将继续加大研发力度，争取在节能电梯、风电设备、太阳能储能系统和应急电源等领域进一步拓展超级电容产品的应用领域。超级电容器市场分析TIME：2010-7-14 9:21:20 CTR： 21 其实，新能源的关键在于能源的储藏技术上，如电动汽车，所存在的最大问题在于充电，现在所推的商业模式，是开设“加电站”来换电池来解决。如果能找到“超级电容器”，就能解决这个问题。正因为如此，新能源概念炒作到目前，“超级电容器”成为后来居上者。 所谓超级电容器，是一种新型储能装置，由于其的储能的过程是可逆的，从而可以反复充放电数十万次，具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。目前，超级电容器主要用于五个方面，包括税控机、数码相机、掌上电脑等微小电流供电的后备电源；智能表（智能电表）作电磁阀的启动电源；航标灯等太阳能产品中代替充电电池；小型充电产品中代替充电电池以及电动玩具电动机等小功率电器的驱动电源。未来，超级电容器在汽车（特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆）、铁路、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力，因而被世界各国所广泛关注。上月初，我国针对私人购买新能源汽车的财政补贴政策正式出台，新政策选择上海、深圳等5个城市作为启动私人购买新能源汽车补贴试点，插电式混合动力乘用车每辆最高补贴5万元；纯电动乘用车每辆最高补贴6万元。市场人士指出，这将成为超级电容器进一步发展的契机。找到材料是关键超级电容器的发展，其中最重要的就是找到所使用的材料。此前，业内热议，锂离子动力电池将取代铅酸电池、镍氢电池，但一种由高纯钛酸钡制造的超级电容器，却可能彻底颠覆锂离子电池。资料显示，目前的汽车动力电池主要有以下四种：最低档的为铅酸电池，污染重，目前只用于电瓶自行车。较低档为镍氢电池，特点是价格昂贵，行驶很短，电动汽车上没前途。再好一点的是磷酸铁锂电池，价格较贵，目前深圳比亚迪（行情,资讯,评论）电动汽车已经使用，并实现一次充电行驶100120km。需要启动汽油机的混合动力来延长里程，但安全风险较大。最好的是超级电容动力电池，价格便宜，免维护，1050万次的充放电循环寿命，会成为动力电池的主流。据了解，这种由高纯钛酸钡制造的超级电容器，和镍氢电池/磷酸铁锂动力电池相比，具有能量密度高、电能利用率高、安全、价格便宜等优势。分析人士指出，超级电容器上下游产业发展将受到政府的强有力支持。它的用途决定了其战略价值，全球各主要国家均投入大量的人力物力来研发。随着中国经济结构调整的深入，政府终将会发现其价值，并出台强有力的产业扶持政策以促进该战略性产品上下游产业链的发展。840辆电动车辆将成世博会主体交通工具(含纯电动、超级电容、燃料电池、混合动力) TIME：2009-11-5 8:58:21 CTR： 75 相关分析：中国超级电容器行业发展及投资分析报告 中国燃料乙醇市场发展研究及投资分析报告 中国燃料电池产业市场调查及投资分析报告 中国电动汽车市场调查及投资分析研究报告 中国动力锂离子电池市场深度研究 中国锂离子电容器LIC市场调查研究报告 新能源汽车产业研究 上海世博会世博园的新能源车辆吃氢吃电而不吃传统的汽油，一支包括90辆电池轿车、100辆燃料电池观览车、300辆纯电动汽车和350辆混合动力轿车等在内的强大新能源车阵容将在承担上海世博园的交通重任的同时，实现世博园 “零排放”的目标，这是昨天从2009中国国际工业博览会上传出的消息。数千辆新能源车提供服务纯电动车、燃料电池车、混合动力车、生物柴油轿车，在昨天工博会的“世博绿色能源与节能减排”展区，这些世博会召开时世博园区内外的交通主力集体亮相，除了一辆外形仿造红色跑车的电动车外，这些不同原理的新能源车辆都以绿色的外观示人，与这一外观相符的是它们的行驶都能达到“零排放”的绿色指标。按计划，2010年5月时，28平方公里世博园区内外，将使用数千辆新能源汽车提供交通服务，实现世博园区客运交通的“零排放”，园区周边则实现交通“低排放”目标。其中的主力燃料电池车使用的是氢气，电动车利用电能驱动。这些氢气大多是工业副产品再利用，既廉价又环保。世博期间将有100辆燃料电池观览车运行在世博园区内，在工博会上展示的样车动力系统具有零排放、高效率、低噪音等特点，时速可以达到150公里，充一次气可以行驶300公里。另外，世博会期间还将有90辆电池轿车提供交通服务。多种车辆混合使用另一支主力是电动汽车，最高车速可以达到55km/h，一次充电续驶里程为100公里，快速充电时间为30分钟。该车还具有先进的电加热系统、电动空调系统。世博期间将有300辆纯电动汽车，与燃料电池车一起，实现世博园区内“零排放”。除了上述两支主力外，世博会期间，世博园区内还将有150辆混合动力客车、350辆混合动力轿车以及上百辆超级电容车等同时投入使用。世博园区交通工具100辆燃料电池观览车速度150km/h，充一次气可以行驶300公里300辆纯电动汽车55km/h，一次充电续驶里程为100公里此外，还有90辆电池轿车150辆混合动力客车、350辆混合动力轿车以及上百辆超级电容车等同时投入使用。相关分析：中国超级电容器行业发展及投资分析报告 中国燃料乙醇市场发展研究及投资分析报告 中国燃料电池产业市场调查及投资分析报告 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