超级电容行业报告：功率型储能黑科技（39页）

行业报告下载 2022年10月08日 14:29 管理员

超级电容是功率型储能器件，技术、成本、政策三重利好助力打开百亿市场空间。超级电容相较传统电容器具有更高的能量密度，相较电池具有更高的功率密度，是一种新型功率型储能器件，具备充电时间短、使用寿命长、温度特性好、绿色环保等特性。超级电容已作为备用电源、功率电源、能量回收系统被广泛应用于消费电子、工业、国防军工等领域，能量密度较低、储能成本较高是过去限制其应用范围的两大因素。目前，混合型超容能量密度大幅提升，原材料国产化带动超容成本持续降低，同时各部委相继出台多项政策，支持包括功率型储能在内的新型储能产业发展，技术进步、成本降低、政策驱动三重利好有望共同推动超级电容打开应用天花板。超级电容在立足智能表、轨道交通等成熟市场的同时，在港口机械、采掘装备、电网调频、油改电、储能、电动大巴等领域打开市场，尤其储能、电网调频、乘用车用等市场潜力较大，百亿市场空间正在打开。超级电容主要由正负电极、电解液、隔膜构成。超级电容属于电化学储能器件，主要由正负电极、电解液及防止发生短路的隔膜构成，电极材料具备高比表面积的特性，隔膜一般为纤维结构的电子绝缘材料，电解液根据电极材料的性质进行选择。以市场主流的双电层电容为例，充电时，电解液中的正、负离子在电场的作用下迅速向两极运动，通过在电极与电解液界面形成双电层来储存电荷。

按工作原理超级电容可分为三类，双电层电容（EDLC）是目前市场主流的超级电容类型，混合型超级电容（HUC）具备更高的能量密度，正在成为重要研究与发展方向。 1）双电层电容：EDLC 的充放电过程通过离子的物理移动完成，不存在化学反应，充电时，双电层电容电解液中的正、负离子在电场的作用下迅速向两极运动，并分别在两个电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，造成电极间的电势差，从而实现能量的存储；放电时，阴阳离子离开固体电极表面，返回电解液本体。 2）法拉第赝电容：在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化还原反应，因赝电容可在整个电极内部产生，因此可获得比双电层电容更高的能量密度，但因电极材料贵金属价格较高、充放电循环稳定性有限等因素而难以商用； 3）混合型超级电容：以双电层材料作为正极，以赝电容或电池类材料作为负极，融合了超级电容与赝电容或电池的优势。锂离子超级电容（LIC）是混合型超级电容的典型代表，在充放电过程中，电容电极发生非法拉第反应，离子在电极表面进行吸附/脱附，电池电极发生法拉第反应，锂离子嵌入/脱出。