我国超级电容的研究工作起步于80年代,并将“超级电容器关键材料的研究和制备技术”列入《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》,作为能源领域中的前沿技术之一;2016年工信部印发《工业强基2016专项行动实施方案》,将超级电容器列入扶持重点。
自改革开放以来,日本、韩国及我国台湾地区将电容器制造业转向中国内地,世界电子信息整机制造业在中国内地设厂,跨国公司在中国内地采购,我国已成为世界上电容器生产大国和消费大国,2020年中国超级电容器行业市场规模达154.9亿元,较2019年增加了22.5亿元,同比增长17.0%,2021年中国超级电容器行业市场规模约为198.3亿元。
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据统计,2021年中国超级电容市场规模达198亿元,同比增长28%。预计未来在新能源快速发展的背景下,风电变桨、超容公交、电网侧储能等下游需求快速增长,超容市场仍将维持较快的增速。
从下游应用领域分布来看,新能源成为第一大应用领域,占比41.3%。超容在在公交车、风电变桨等领域替代传统电池,在轨道交通领域负责回收大型机车制动所释放的能量。目前下游工程机械、电网调频、智能电表、UPS等应用不断涌现,预计市场格局仍存在进一步变化的空间。
中国超级电容器重点生产企业主要有江海股份、深圳惠程、铜峰电子、浩宁达、新筑股份等,从营收情况来看,2021年江海股份营业总收入明显高于新筑股份、铜峰电子和深圳惠程,2021年江海股份营业总收入完成35.5亿元,新筑股份营业总收入完成12.5亿元,铜峰电子营业总收入完成10.0亿元,深圳惠程营业总收入完成3.3亿元。从毛利润来看,2021年深圳惠程毛利润明显高于江海股份、铜峰电子和新筑股份,2021年深圳惠程毛利润为34.6%,江海股份毛利润为25.9%,铜峰电子毛利润为20.4%,新筑股份毛利润为14.9%。
据中研产业研究院报告《2022-2027年中国超级电容器行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》分析
超级电容器主要由阴阳两电极、电解质溶液、分离器和集流器组成,其中浸在电解液中的分离器使阴阳电极保持分离。超级电容器基于电极/电解液界面的充放电过程进行储能,其储能原理与传统电容器相同,但更适合于能量的快速释放和存储。与传统电容相比,超级电容具有更大的有效表面积,可使其电容量比传统电容提高1万倍,同时还可保持较低的等效串联内阻和高的比功率。
根据电荷储存原理的不同,超级电容器可以分为三大类别:双电层电容器(EDLC,electricdouble-layercapacitor)、赝电容器(PC,pseudo-capacitor)以及混合超级电容器(HSC,hybridsupercapacitor),根据电极材料的不同以及电容产生原理的不同等可将超级电容器按下图所示进行分类。
当前超级电容器主要作为辅助动力源应用,而作为主动力源应用较少。随着超级电容器的持续发展,其技术也将不断突破,未来产品将向低成本、高能量密度、高功率密度、低维护成本、长使用寿命等方向发展,将会开拓更多的纯电池替代领域。
此外,近年来我国超级电容器产业链相关企业不断进行技术创新,在部分电容器核心材料、核心技术上面取得关键性突破,未来我国超级电容器国有化进程将不断加快。随着行业的持续发展,宁波中车、江海股份等行业龙头企业将在超级电容器研发和生产能力上更进一步,市场将趋于集中。
随着现代科技的发展,柔性手机、贴肤传感器、健康检测器等概念性智能电子产品相继问世,引起了人们的极大兴趣和对其商品化的热切期盼。2018年大连化物所吴忠帅研究员团队、包信和院士团队与中国科学院金属研究所合作,采用丝网印刷方法制备出高度集成化、柔性化、高电压输出的石墨烯基平面微型超级电容器,让柔性电子设备从概念产品向现实应用迈近了一步。
超级电容从发电端、输电端,到变电端、储能端、应用端,全面参与新能源产业的发展。在风力发电中,变桨系统根据风速的变化调整叶片角度,保证稳定的电力输出,并在风速过大或发生严重故障时确保机组安全停机,是维持风力发电机平稳运行的关键,超级电容具有可靠性高、免维护的特点,是变桨系统备电池组的理想选择,随着海上风电的大规模建设,超级电容风电变桨市场将进一步增长。
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