超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置,性能介于傳統(tǒng)電容器、蓄電池之間。超級(jí)電容器的電容量達(dá)到法拉級(jí)別,是傳統(tǒng)電容器的數(shù)百甚至上百萬(wàn)倍。大電容量的優(yōu)勢(shì)使得超級(jí)電容器可以用于各類儲(chǔ)能裝置,對(duì)標(biāo)蓄電池。同時(shí),超級(jí)電容器繼承了傳統(tǒng)電容器高功率密度、充放電時(shí)間短、寬溫度范圍、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在這些維度的表現(xiàn)均遠(yuǎn)超蓄電池。但由于能量密度較低,超級(jí)電容器的體積、重量大于相同容量的蓄電池,因此,目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的替代。實(shí)踐中,企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)多采用超級(jí)電容+蓄電池”的方案,以綜合發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì),或圍繞超級(jí)電容來(lái)設(shè)計(jì)能量回收系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:中商產(chǎn)業(yè)研究院、深圳時(shí)代動(dòng)力科技、東方證券研究
超級(jí)電容器主要應(yīng)用場(chǎng)景為新能源、交通、
工業(yè)等領(lǐng)域
因具備輔助峰值功率、備用電源、存儲(chǔ)再生能量、替代電源等用途,超級(jí)電容器在工業(yè)設(shè)備、汽車、軌道交通、消費(fèi)電子等不同場(chǎng)景具有非常廣闊的發(fā)展前景。新能源(41.3%)、交通運(yùn)輸(31.4%),工業(yè)(20.4%)三大領(lǐng)域共占到超級(jí)電容需求的93%。隨著政策對(duì)新能源、軌道交通領(lǐng)域的大力支持,國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器領(lǐng)域的研究和產(chǎn)業(yè)化水平逐年提高,超級(jí)電容器行業(yè)與下游應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展將形成相輔相成之勢(shì)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:智研咨詢、東方證券研究所
鋰超容具備更高能量密度,有望成為未來(lái)趨勢(shì)
按照機(jī)理不同,超級(jí)電容器可以分為雙電層電容器(EDLC)、法拉第贗電容器和混合型超級(jí)電容器三大種類。目前市場(chǎng)中的超級(jí)電容器以EDLC為主,占據(jù)94%的市場(chǎng)份額。LIC/混合型超級(jí)電容器起步較晚,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍在推進(jìn),市場(chǎng)滲透率較低,目前市場(chǎng)份額僅有6%。法拉第贗電容器成本最高,仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。
?EDLC利用界面雙電層原理,正負(fù)極相同,在物理作用下進(jìn)行充放電。充電時(shí)電解液中的陰陽(yáng)離子分別聚集在兩個(gè)電極表面,使得兩個(gè)電極分別帶正負(fù)電荷,形成電勢(shì)差,實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ);放電時(shí),陰陽(yáng)離子離開(kāi)電極表面,返回電解液,在外電路形成放電電流。整個(gè)儲(chǔ)能過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),完全可逆。電極以碳材料為主,具有電導(dǎo)率高、比表面積大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
?法拉第贗電容器以金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔镒鳛殡姌O,充電時(shí)電解液中的離子在外加電場(chǎng)作用下擴(kuò)散到電極表面,通過(guò)電化學(xué)反應(yīng),進(jìn)入到電極表面氧化物的體相中,使得大量電荷儲(chǔ)存在電極中,兩電極之間出現(xiàn)電勢(shì)差;發(fā)電時(shí)發(fā)生充電過(guò)程的逆反應(yīng),使得離子回到電解液中,所存儲(chǔ)的電荷通過(guò)外電路釋放出來(lái)。
?混合型超級(jí)電容器是超容研究的熱點(diǎn)。其正負(fù)極儲(chǔ)能機(jī)理不同,一極采用傳統(tǒng)的電池電極,通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)來(lái)儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化能量;另一極通過(guò)雙電層來(lái)儲(chǔ)存能量,具有EDLC和電池的雙重特征。鋰離子超級(jí)電容器(LIC)是混合型超級(jí)電容器的典型代表。
超級(jí)電容市場(chǎng)仍然處在發(fā)展初期,行業(yè)機(jī)會(huì)巨大。
美國(guó)Maxwell是超級(jí)電容器領(lǐng)域龍頭,在高性價(jià)比超級(jí)電容器儲(chǔ)能和輸電解決方案的開(kāi)發(fā)和制造領(lǐng)域居全球領(lǐng)先地位,但營(yíng)收體量仍然較小,2018年Maxwell的營(yíng)收僅為6.2億元,2019年被特斯拉收購(gòu)。中國(guó)超級(jí)電容市場(chǎng)集中度較高,前五大市場(chǎng)參與者合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模占比達(dá)
73.8%,其中美國(guó)公司Maxwell由于在風(fēng)電變槳領(lǐng)域的壟斷性地位,成為市場(chǎng)占比最大的公司,為27.0%;寧波中車(20.9%)與奧威科技(10.6%)位列中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)的第二名和第三名,江海位列第四,擁有9.0%的市場(chǎng)份額。雖然中國(guó)超級(jí)電容市場(chǎng)集中度較高,但是各個(gè)公司營(yíng)收體量仍然較小,新興需求領(lǐng)域不斷涌現(xiàn),行業(yè)格局未定。尤其是掌握了混合超級(jí)電容技術(shù)的廠商,有望迎來(lái)份額提升的機(jī)遇。江海提前布局LIC,技術(shù)壁壘相對(duì)更高,已經(jīng)初步具備先發(fā)優(yōu)勢(shì),公司鋰超級(jí)電容技術(shù)性能已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,與蘇州金龍合作生產(chǎn)的鋰離子超級(jí)電容大巴已于2021年5月下線測(cè)試(后續(xù)會(huì)詳細(xì)介紹),江海超級(jí)電容業(yè)務(wù)前景十分廣闊。
中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)主要參與者市場(chǎng)份額
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