據(jù)報(bào)道，總部位于法國(guó)普羅旺斯的下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)制造商N(yùn)AWATechnologies完成最新一輪1300萬(wàn)歐元的融資，新融資將推進(jìn)其大規(guī)模生產(chǎn)下一代超級(jí)電容電池。
NAWATechnologies公司開(kāi)發(fā)出一種能源解決方案，它可以多儲(chǔ)存100倍的電能，比傳統(tǒng)電池節(jié)省150倍的成本，并將電池廢料對(duì)環(huán)境的影響降低了5倍。
NawaTechnologies官方表示，該電池系統(tǒng)能夠在短短數(shù)秒中完成充電，同時(shí)由于沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其使用壽命非常長(zhǎng)，充電周期可以高達(dá)100萬(wàn)次。
充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短是制約電動(dòng)汽車進(jìn)一步發(fā)展的兩大難題。下一代超級(jí)電容電池的出現(xiàn)，將完美解決這個(gè)問(wèn)題。NAWATechnologies表示，其超級(jí)電容電池將取代鋰離子電池系統(tǒng)，應(yīng)用市場(chǎng)包括混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車（BEVs）和燃料電池汽車（FCEVs）等，極大地提高能源效率。業(yè)內(nèi)人士稱，NAWA公司的“超高速碳”電池和應(yīng)用納米技術(shù)正在顛覆能源行業(yè)，目前其性能無(wú)人能及。
另外，日前特斯拉與寧德時(shí)代就無(wú)鈷電池進(jìn)行合作談判，特斯拉收購(gòu)Maxwell，自主研發(fā)電池采用干電級(jí)+超級(jí)電容路線，平抑電動(dòng)車相較油車的頓挫感。預(yù)計(jì)特斯拉即將在4月20日電池日上宣布“無(wú)鈷”電池，大概率為Maxwell生產(chǎn)的采用新型高鎳正極+預(yù)鋰化負(fù)極+干電池技術(shù)+超級(jí)電容的新型鋰離子電池以及采用CTP技術(shù)的超級(jí)磷酸鐵鋰電池兩款產(chǎn)品。超級(jí)電容器+電池系統(tǒng)有望提升快沖性能，預(yù)計(jì)未來(lái)有望逐步滲透成為趨勢(shì)。
超級(jí)電容，又名電化學(xué)電容，雙電層電容器、黃金電容、法拉電容，是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來(lái)的通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件。它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲(chǔ)存電能。
由于超級(jí)電容具有瞬時(shí)高功率、快速充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)超級(jí)電容被廣泛應(yīng)用于輔助峰值功率、備用電源、存儲(chǔ)再生能量、替代電源等場(chǎng)景，在新能源汽車、軌道交通、工業(yè)控制、風(fēng)力光伏發(fā)電和軍工領(lǐng)域前景廣闊。從市場(chǎng)規(guī)模角度，交通運(yùn)輸、工業(yè)、新能源領(lǐng)域分別占比38%、30%、21%，交通仍然是最大的應(yīng)用領(lǐng)域。
根據(jù)中國(guó)科學(xué)院電工研究所數(shù)據(jù)，18年全球超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模300億美元，預(yù)計(jì)2025年可以達(dá)到一千億美元的市場(chǎng)規(guī)模。國(guó)內(nèi)有望在2025年達(dá)到400億的規(guī)模，有軌電車、城市公交、AGV、風(fēng)能、光伏發(fā)電領(lǐng)域都有比較快的增長(zhǎng)。
從構(gòu)成看，超級(jí)電容器主要由電極、電解液、隔膜、引線等輔助材料組成，其中電極、電解液和隔膜材料（特別是電極材料）對(duì)超級(jí)電容器的性能起著決定性的影響，也基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。電極、電解液和隔膜的先后順序是對(duì)三者技術(shù)難度的排序，目前電極技術(shù)壁壘最高，電解液次之，隔膜相對(duì)容易（競(jìng)爭(zhēng)較為激烈）。
超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的新型儲(chǔ)能器件，與傳統(tǒng)電容器和電池相比均具有明顯優(yōu)勢(shì)：1）其容量在0.1~6000F之間，比同體積的傳統(tǒng)電容器容量大2000~6000倍；2）具有更高的功率密度，可達(dá)300~5000W/kg，是傳統(tǒng)電池的5~10倍；3）超級(jí)電容器的充電效率比較高，且充電時(shí)不會(huì)對(duì)電極材料結(jié)構(gòu)造成影響，疊加長(zhǎng)時(shí)間的放置不會(huì)降低電容器電壓，因此循環(huán)壽命較長(zhǎng)，可達(dá)105次以上；4）超級(jí)電容器免維護(hù)、環(huán)境友好、更換成本較低。這些特點(diǎn)使得其在新能源汽車，能源管理系統(tǒng)和電子器件能源系統(tǒng)中具有廣闊的市場(chǎng)空間。
“十三五”期間，推動(dòng)我國(guó)超級(jí)電容器行業(yè)的發(fā)展的主要?jiǎng)恿θ匀辉谟谡撸履茉雌嚒L(fēng)電、交通軌道、電力、軍工等超級(jí)電容應(yīng)用領(lǐng)域都是國(guó)家“十三五”期間政策重點(diǎn)扶持對(duì)象。根據(jù)智研咨詢預(yù)測(cè)，2019~2020年超級(jí)電容器市場(chǎng)年均復(fù)合增速將維持在30%左右，到2020年規(guī)模有望達(dá)到150億元。
超級(jí)電容在消費(fèi)電子市場(chǎng)正在部分替代傳統(tǒng)鋰電池。便攜設(shè)備、小功率電器、智能手表等多采用較小尺寸的超級(jí)電容器，應(yīng)用較為成熟。三星在2018年發(fā)布了GalaxyNote9，在這款產(chǎn)品中，三星用超級(jí)電容替代了傳統(tǒng)的鋰電池，并引入無(wú)線充電技術(shù)，在SPen插回手機(jī)時(shí)能夠自動(dòng)充電。在實(shí)際中，三星Note9的SPen可以在40s內(nèi)充滿電，使用時(shí)間達(dá)到40分鐘，同時(shí)頻繁的充放電對(duì)超級(jí)電容壽命影響很小。
在電力領(lǐng)域，超級(jí)電容器主要用在風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電等。一方面，超級(jí)電容可以作為風(fēng)電變槳系統(tǒng)的后備電源，在電力供應(yīng)停止的時(shí)候把槳葉的方向轉(zhuǎn)到安全位置，以保證電動(dòng)變槳系統(tǒng)可靠安全地運(yùn)行。新型的電網(wǎng)需求正在增長(zhǎng)。
雖然傳統(tǒng)電網(wǎng)架構(gòu)承擔(dān)了電網(wǎng)的大部分職能，但是電網(wǎng)形式的演變正在促使 電力 部門(mén)采用電池和超級(jí)電容器的組合系統(tǒng)作為輔助技術(shù)，滿足各種類型的電網(wǎng)需求。在杜克能源為美國(guó)北卡萊羅納州Gaston的配電變電站裝配的新一代電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，便采用了Maxwell超級(jí)電容器與電池的組合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
隨著5G技術(shù)日趨成熟和商用臨近，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)預(yù)計(jì)將迎來(lái)高速增長(zhǎng)，超級(jí)電容可以用在智能四表中給時(shí)鐘芯片和斷電保護(hù)提供電源。作為基于授權(quán)頻段的低功耗廣域網(wǎng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，NB-loT適合室內(nèi)四表、地下管網(wǎng)等應(yīng)用，而這正是智慧城市的重要場(chǎng)景。
超電行業(yè)處于起步階段，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。國(guó)外超級(jí)電容廠商技術(shù)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)起步較晚。由于成本高，技術(shù)難度大及工藝要求高等原因，超級(jí)電容行業(yè)目前尚未到達(dá)產(chǎn)業(yè)成熟期，廠商數(shù)量相對(duì)較少，全球市場(chǎng)規(guī)模僅在百億美元量級(jí)，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模僅在十億美元量級(jí)。
超級(jí)電容市場(chǎng)參與者以國(guó)外企業(yè)為主，美日歐廠商產(chǎn)業(yè)化較早，技術(shù)全面領(lǐng)先，占據(jù)大部分超級(jí)電容市場(chǎng)，建立了一定的技術(shù)壁壘。
超級(jí)電容市場(chǎng)國(guó)外廠商主要參與者有：Maxwell（美國(guó)）-全球最大的超級(jí)電容器廠商，被特斯拉收購(gòu)；ELNA（日本）-日本主要的超級(jí)電容制造商；VinaTechnology（韓國(guó)）-在1-1000F圓柱形電容器領(lǐng)域擁有全球最大的生產(chǎn)能力；ECOND（俄羅斯）-在超級(jí)電容器領(lǐng)域有超過(guò)20年的研究歷史，產(chǎn)品以大功率超級(jí)電容為主。
超級(jí)電容器通過(guò)使電解液極化來(lái)靜電儲(chǔ)存能量。雖然是電化學(xué)裝置，但其儲(chǔ)能機(jī)理中不涉及化學(xué)反應(yīng)。這一機(jī)制是高度可逆的，允許超級(jí)電容器被充放電數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)次。Maxwell的超級(jí)電容產(chǎn)品正負(fù)極均為活性碳電極，在工作時(shí)，活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量。
2019年5月，特斯拉以55％的溢價(jià)耗資2.18億美元收購(gòu)了超級(jí)電容和電池制造公司Maxwell，該公司主要從事生產(chǎn)和銷售超級(jí)電容器、高壓電容器，并專注于研發(fā)干電池電極，擁有多項(xiàng)電池制造方面的技術(shù)和專利；同年10月，特斯拉收購(gòu)了加拿大電池制造公司Hibar Systems，并在弗里蒙特工廠建立了第一條試點(diǎn)電池產(chǎn)線。
同年12月，特斯拉申請(qǐng)了一項(xiàng)電池技術(shù)的專利。專利顯示，通過(guò)使用新型化學(xué)材料，可以獲得容量更大、壽命更長(zhǎng)而且成本更低的電池，其性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車與其他能源儲(chǔ)存應(yīng)用領(lǐng)域的鋰離子電池。
馬斯克認(rèn)為Maxwell擁有大量技術(shù)，收購(gòu)Maxwell是一個(gè)“大交易”,并且可能對(duì)其業(yè)務(wù)產(chǎn)生“巨大影響”。尤其是馬斯克認(rèn)為Maxwell的干電極技術(shù)將可能對(duì)電芯技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)巨大影響。
鋰電池+超級(jí)電容提升性能現(xiàn)有新能源動(dòng)力電池具有局限性，在車輛經(jīng)歷反復(fù)性啟動(dòng)和停止過(guò)程后，會(huì)影響動(dòng)力電池的循環(huán)效率。而用超級(jí)電容與電池并聯(lián)的方式，可以提高循環(huán)效率，有利于提高新能源汽車在低溫啟動(dòng)的能力，從超級(jí)電容對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行涓流充電可以提高動(dòng)力電池的壽命，為超級(jí)電容在新能源汽車動(dòng)力上的應(yīng)用提供了更多的可能性，超級(jí)電容可作為啟停、能量回收、加速和充電的倍率電源，又由于能力密度過(guò)低，不適合作為主動(dòng)力電源。
對(duì)于超級(jí)電容目前還不具備成為獨(dú)立汽車動(dòng)力源的條件，對(duì)于超級(jí)電容的使用，有可能會(huì)和鋰電池搭配，形成“混合動(dòng)力”。超級(jí)電容將作為啟停瞬時(shí)功率較大、溫度條件較差時(shí)的主供電源，而在正常運(yùn)行工況下，由鋰電池提供能量。
電池與超級(jí)電容器組成“混合動(dòng)力”系統(tǒng)，將打造極優(yōu)質(zhì)動(dòng)力源。超級(jí)電容有望用于Semitruck、Cybertruck以及特斯拉儲(chǔ)能業(yè)務(wù)部分。特斯拉純電動(dòng)皮卡Cybertruck、即將投產(chǎn)的純電動(dòng)半掛SemiTruck等車型，對(duì)瞬時(shí)充放電的功率提出了更高的要求。此外，特斯拉的PowerPack儲(chǔ)能裝置等產(chǎn)品，也對(duì)瞬時(shí)大功率充放電有著很高的要求，超級(jí)電容器功率大，有望使用在特斯拉的這幾類產(chǎn)品中。
國(guó)內(nèi)超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)起步較晚，80年代才開(kāi)始超級(jí)電容的研究工作，而海外領(lǐng)先企業(yè)80年代已開(kāi)始大規(guī)模商業(yè)化。國(guó)內(nèi)新宙邦電容器化學(xué)品業(yè)務(wù)處于全球龍頭地位，市占率超過(guò)50%。其中超級(jí)電容器電解液和溶質(zhì)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，Maxwell是公司電容器業(yè)務(wù)主要客戶，隨著超級(jí)電容在新能源汽車的滲透率提升，將顯著受益。
國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)成熟度相對(duì)較低，目前國(guó)內(nèi)超級(jí)電容廠商主要有錦州凱美能源、北京集星聯(lián)合電子、深圳今朝時(shí)代、上海奧威、江海股份等。錦州凱美能源是國(guó)內(nèi)最大的超級(jí)電容器制造商；北京合眾匯能2007年由清華大學(xué)納米碳材料核心團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立，國(guó)內(nèi)超級(jí)電容電極材料領(lǐng)先企業(yè)，唯一一家在國(guó)家電網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)10年的超級(jí)電容廠商；上海奧威科技是國(guó)內(nèi)公交車用超級(jí)電容龍頭；江海股份是鋁電解電容龍頭，近年發(fā)展了超級(jí)電容業(yè)務(wù)，鋰電子超級(jí)電容技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
隨著補(bǔ)貼“退坡”的影響減弱，國(guó)產(chǎn)技術(shù)不斷得到突破，超級(jí)電容或?qū)⒃谔厮估膸?dòng)之下再次乘上風(fēng)口，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模有望獲得迅猛發(fā)展。
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