超级电容器项目可行性研究报告
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《项目可行性研究报告》简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。
《超级电容器项目可行性研究报告》主要是通过对超级电容器项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对超级电容器项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该超级电容器项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为超级电容器项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。
《超级电容器项目可行性研究报告》是确定建设超级电容器项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建超级电容器项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建超级电容器项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。
北京国宇祥国际经济信息咨询有限公司是一家专业编写可行性研究报告的投资咨询公司，我们拥有国家发展和改革委员会工程咨询资格、我单位编写的可行性报告以质量高、速度快、分析详细、财务预测准确、服务好而享有盛誉，已经累计完成6000多个项目可行性研究报告、项目申请报告、资金申请报告编写，可以出具如下行业工程咨询资格，为企业快速推动投资项目提供专业服务。
超级电容器项目
可行性研究报告
编制单位：北京国宇祥国际经济信息咨询有限公司工咨甲：甲级资质单位
编制工程师：范兆文注册咨询工程师
参加人员：王胜利教授级高工
朱立仁高级工程师
高勇注册咨询工程师
李林宁注册咨询工程师
项目审核人：王海涛注册咨询工程师
教授级高工编制负责人：范兆文
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目负责人 (1)
1.1.6项目投资规模 (1)
1.1.7项目建设内容 (2)
1.1.8项目资金来源 (2)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.2项目提出背景 (3)
1.2.1“十二五”时期可再生能源建筑应用规模将不断扩大 (3)
1.2.2超级电容器产业市场前景可观 (3)
1.2.3本次建设项目的提出 (4)
1.3项目单位介绍 (4)
1.4编制依据 (5)
1.5编制原则 (5)
1.6研究范围 (6)
1.7主要经济技术指标 (6)
1.8综合评价 (7)
第二章项目必要性及可行性分析 (9)
2.1项目建设必要性分析 (9)
2.1.1有效缓解我国能源紧张问题的重要举措 (9)
2.1.2促进我国节能环保产业快速发展的需要 (9)
2.1.3资源合理利用实现变废为宝的需要 (10)
2.1.4增加当地就业带动相关产业链发展的需要 (10)
2.1.5带动当地经济快速发展的需要 (10)
2.2项目建设可行性分析 (11)
2.2.1项目建设符合国家产业政策及发展规划 (11)
2.2.2项目建设具备一定的资源优势 (12)
2.2.3项目建设具备技术可行性 (12)
2.2.4管理可行性 (14)
2.3分析结论 (14)
第三章行业市场分析 (15)
3.1国内外利用情况分析 (15)
3.2超级电容器应用情况与发展前景分析 (20)
3.3国内超级电容器企业建设情况分析 (26)
3.4市场小结 (27)
第四章项目建设条件 (28)
4.1厂址选择 (28)
4.2区域建设条件 (28)
4.2.1地理位置 (28)
4.2.2自然条件 (28)
4.2.3矿产资源条件 (29)
4.2.4水资源环境 (33)
4.2.5经济发展环境 (33)
4.2.6交通运输条件 (35)
第五章总体建设方案 (37)
5.1项目布局原则 (37)
5.2项目总平面布置 (37)
5.3总平面设计 (38)
5.4道路设计 (39)
5.5工程管线布置方案 (39)
5.5.1给排水 (39)
5.5.2供电 (40)
5.5.3燃料供应 (41)
5.5.4采暖通风 (41)
5.6土建方案 (42)
5.6.1方案指导原则 (42)
5.6.2土建方案的选择 (42)
5.7土地利用情况 (42)
5.7.1项目用地规划选址 (42)
5.7.2用地规模及用地类型 (43)
5.7.3项目建设用地指标 (43)
第六章产品方案及工艺技术 (44)
6.1主要产品 (44)
6.2产品简介 (44)
6.3主要规格型号 (44)
6.4产品生产规模确定 (45)
6.5技术来源及优势 (45)
6.6工艺流程 (47)
6.6工艺方案 (48)
第七章原料供应及设备选型 (50)
7.1主要原材料供应 (50)
7.2燃料供应 (50)
7.3主要设备选型 (50)
第八章节约能源方案 (53)
8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (53)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (54)
8.2.1能源消耗种类 (54)
8.2.2能源消耗数量分析 (54)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (54)
8.4主要能耗指标及分析 (55)
8.4.1项目能耗分析 (55)
8.4.2国家能耗指标 (56)
8.5节能措施和节能效果分析 (56)
8.5.1工业节能 (56)
8.5.2建筑节能 (57)
8.5.3企业节能管理 (58)
8.6项目产品节能效果分析 (58)
8.7结论 (58)
第九章环境保护与消防措施 (59)
9.1设计依据及原则 (59)
9.1.1环境保护设计依据 (59)
9.1.2设计原则 (59)
9.2建设地环境条件 (60)
9.3项目建设和生产对环境的影响 (60)
9.3.1项目建设对环境的影响 (60)
9.3.2项目生产过程产生的污染物 (61)
9.4环境保护措施方案 (61)
9.4.1项目建设期环保措施 (61)
9.4.2项目运营期环保措施 (63)
9.5环保评价 (64)
9.6绿化方案 (64)
9.7消防措施 (64)
9.7.1设计依据 (64)
9.7.2防范措施 (64)
9.7.3消防管理 (66)
9.7.4消防措施的预期效果 (66)
第十章劳动安全卫生 (67)
10.1编制依据 (67)
10.2概况 (67)
10.3劳动安全 (67)
10.3.1工程消防 (67)
10.3.2防火防爆设计 (68)
10.3.3电力 (68)
10.3.4防静电防雷措施 (68)
10.4劳动卫生 (69)
10.4.1防暑降温及冬季采暖 (69)
10.4.2卫生 (69)
10.4.3照明 (69)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (70)
11.1组织机构 (70)
11.2劳动定员 (70)
11.3员工培训 (70)
11.4福利待遇 (71)
第十二章项目实施规划 (72)
12.1建设工期的规划 (72)
12.2建设工期 (72)
12.3实施进度安排 (72)
第十三章投资估算与资金筹措 (73)
13.1投资估算依据 (73)
13.2固定资产投资估算 (73)
13.3流动资金估算 (74)
13.4资金筹措 (74)
13.5项目投资总额 (74)
13.6资金使用和管理 (77)
第十四章财务及经济评价 (78)
14.1总成本费用估算 (78)
14.1.1基本数据的确立 (78)
14.1.2产品成本 (79)
14.1.3平均产品利润与销售税金 (80)
14.2财务评价 (80)
14.2.1项目投资回收期 (80)
14.2.2项目投资利润率 (81)
14.2.3不确定性分析 (81)
14.3综合效益评价结论 (84)
第十五章招标方案 (86)
15.1招标管理 (86)
15.2招标依据 (86)
15.3招标范围 (86)
15.4招标方式 (87)
15.5招标程序 (87)
15.6评标程序 (88)
15.7发放中标通知书 (88)
15.8招投标书面情况报告备案 (88)
15.9合同备案 (88)
第十六章风险分析及规避 (89)
16.1项目风险因素 (89)
16.1.1不可抗力因素风险 (89)
16.1.2技术风险 (89)
16.1.3市场风险 (89)
16.1.4资金管理风险 (90)
16.2风险规避对策 (90)
16.2.1不可抗力因素风险规避对策 (90)
16.2.2技术风险规避对策 (90)
16.2.3市场风险规避对策 (90)
16.2.4资金管理风险规避对策 (91)
第十七章结论与建议 (92)
17.1结论 (92)
17.2建议 (92)
附表 (93)
附表1销售收入预测表 (93)
附表2总成本费用表 (94)
附表3外购原材料表 (95)
附表4外购燃料及动力费表 (96)
附表5工资及福利表 (97)
附表6利润与利润分配表 (98)
附表7固定资产折旧费用表 (99)
附表8无形资产及递延资产摊销表 (100)
附表9流动资金估算表 (101)
附表10资产负债表 (102)
附表11资本金现金流量表 (103)
附表12财务计划现金流量表 (104)
附表13项目投资现金量表 (106)
附表14资金来源与运用表 (108)
第一章总论
1.1项目概要
1.1.1项目名称
超级电容器项目
1.1.2项目建设单位
新能源科技有限公司
1.1.
2.1项目编制单位
北京国宇祥国际经济信息咨询有限公司
1.1.3项目建设性质
新建项目
1.1.4项目建设地点
本项目厂址选定在经济开发区，周围环境及建设条件能够满足本项目建设及发展需要。
1.1.5项目负责人
刘x
1.1.6项目投资规模
项目总投资金额为70015.10万元人民币，主要用于项目建设的建筑工程投资、配套工程投资、设备购置及安装费用、无形资产费用、其他资产费用以及充实企业流动资金等。
项目正式运营达产后，可实现年均销售收入130909.09万元，年均利润总额为28908.93万元，年均净利润为24557.75万元，年可上缴增值税9508.41万元，年可上缴所得税4351.18万元，年可上缴城建费及附加950.84万元，投资利润率为41.29%，税后财务内部收益率25.12%，高于设定的基准收益率10%。
1.1.7项目建设内容
本项目总占地面积1000亩，总建筑面积383335.25M2。项目主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
工程类别工段名称层数占地面积（M2）建筑面积（M2）
1、主要生产系统生产车间1266668266668辅助车间110000.0510000.05
2、辅助生产系统物流库房15333.365333.36产品仓库15333.365333.36供配电站12000.012000.01机修车间13333.353333.35
3、辅助设施
办公综合楼55333.3626666.8研发中心23333.356666.7检测中心22000.014000.02职工生活中心26666.713333.4道路16666.76666.7绿化133333.533333.5
合计350001.75383335.25 1.1.8项目资金来源
本项目总投资资金70015.10万元，其中企业自筹30015.10万元，申请银行贷款40000.00万元。
1.1.9项目建设期限
本项目建设分二期进行：建设工期共计2年。
1.2项目提出背景
1.2.1“十二五”时期可再生能源建筑应用规模将不断扩大
近年来，为贯彻落实党中央、国务院关于推进节能减排与发展新能源的战略部署，财政部、住房城乡建设部大力推动、浅层地能等可再生能源在建筑领域应用，可再生能源建筑应用规模迅速扩大，应用技术逐渐成熟、产业竞争力稳步提升。
1.2.2超级电容器产业市场前景可观
能源问题和环境问题是全球关注和迫切需要解决的问题。随着常规能源煤、石油、天然气的开采，这些能源被大量消耗、逐步减少的同时也带来了环境问题.
1.2.3本次建设项目的提出
项目方即是在结合我国可再生能源产业，本项目是国家鼓励支持发展的低碳、节能、利用项目,该项目的实施将为项目方带来较为可观的经济效益与社会效益。
1.3项目单位介绍
新能源科技有限公司是一家主要从事矿山开采、加工、销售于一体的现代化制造企业。企业拥有一支研发、生产各种矿产品的专业队伍，拥有一个覆盖全国的销售网络。
1.4编制依据
（1）《中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；
（2）《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；
（3）《工业可行性研究编制手册》；
（4）《现代财务会计》；
（5）《工业投资项目评价与决策》；
（6）国家及X X有关政策、法规、规划；
（7）项目公司提供的有关材料及相关数据；
（8）国家公布的相关设备及施工标准。
1.5编制原则
（1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。
（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。
1.6研究范围
本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；
1.7主要经济技术指标
项目主要经济技术指标如下：
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标
一主要指标
1总占地面积亩1000.00 2总建筑面积㎡383335.25 3道路㎡6666.70 4绿化面积㎡33333.50 5总投资资金万元70015.10 5.1其中：建筑工程万元29813.48 5.2设备及安装费用万元24609.90 5.3土地费用万元0.00二主要数据
1年均销售收入万元130909.09 2年平均利润总额万元28908.93 3年均净利润万元24557.75 4年销售税金及附加万元950.84 5年均增值税万元9508.41 6年均所得税万元4351.18 7项目定员人800 8建设期年2三主要评价指标
1项目投资利润率%41.29% 2项目投资利税率%56.23% 3税后财务内部收益率%25.12% 4税前财务内部收益率%29.23% 5税后财务静现值(ic=10%)万元73,943.53 6税前财务静现值(ic=10%)万元79,114.69 7投资回收期(税后)年 5.93 8投资回收期(税前)年 5.48 9盈亏平衡点%37.56%
1.8综合评价
1、本项目建设设符合“十二五”时期国家及当地产业政策及发展规
第二章项目必要性及可行性分析
2.1项目建设必要性分析
2.1.1有效缓解我国能源紧张问题的重要举措
我国是最大的发展中国家，地处北半球亚热带、温带地区，常规能源贫乏而资源相对丰富，天然气、石油、煤炭等常规能源的人均占有量仅为世界人均占有量的30%左右，近30年的高速发展进一步造成我国常规能源的过度开采，对国外石油、天然气资源的过度依赖和环境的日益恶化，严重制约我国的可持续发展。
2.1.2促进我国节能环保产业快速发展的需要
低碳、节能、环保，是超级电容器最大的特点。
2.1.3资源合理利用实现变废为宝的需要
随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，它不仅对城市环境造成巨大压力，而且还限制了城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展，可见陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。
2.1.4增加当地就业带动相关产业链发展的需要
本项目建成后，将为当地800多人提供就业机会，吸收下岗职工与闲置人口再就业，可促进当地经济和谐发展
2.1.5带动当地经济快速发展的需要
本项目正式运营后，可实现年均销售收入130909.09万元，年均利润总额为28908.93万元，年均净利润为24557.75万元，年可上缴增值税
9508.41万元，年可上缴所得税4351.18万元，年可上缴城建费及附加950.84万元。因此，项目的实施每年可为当地增加14810.43万元利税，可有效促进当地经济发展进程。
2.2项目建设可行性分析
2.2.1项目建设符合国家产业政策及发展规划
1、“十二五”新能源发展规划
国家能源局新能源与可再生能源司透露，在即将出台的《可再生能源“十二五”发展规划》中。
2、《国家战略性新兴产业发展“十二五”规划》
根据《国家战略性新兴产业发展“十二五”规划》，新一代信息技术、生物、节能环保、高端装备制造产业将成为支柱产业，新能源、新材料、新能源汽车产业将成为先导产业。
3、财政部、住房城乡建设部关于进一步推进可再生能源建筑应用的通知中指出：
2.2.2项目建设具备一定的资源优势
2.2.3项目建设具备技术可行性
\2.2.4管理可行性
2.3分析结论
综合以上因素，本项目建设可行，且十分必要。
第三章行业市场分析
3.1国内外利用情况分析
经过近200年的持续加速开采，煤、石油、天然气等常规化石燃料资源逐步减少，据有关资料，我国煤、石油、天然气的可开采年数分别是114年、20.1年、49.3年，人均占有量分别是世界人均占有量的70%、11%、4%，所以我国比多数国家更迫切需要研究和寻求新能源和可再生能源。
3.2超级电容器应用情况与发展前景分析
超级电容器具有瓷器通性，强度大、硬度高、热稳定性好、吸水率<0.5％、阳光吸收比0.93、阳光吸收比不随使用时间衰减、可具有与建筑物相同的使用寿命等优点。
3.3国内超级电容器企业建设情况分析
3.4市场小结
通过以上分析，可以得知当前国内外利用产业背景较好，我国发展超级电容器产业政策及市场需求前景可观，市场潜力较大。投资该产业面对较强的市场可行性、经济收益可行性，因此该项目的建设不仅可以促进我国新兴超级电容器产业的快速发展，还可有效满足当前市场需求，促进我国低碳环保业及相关产业链快速发展，具有良好的社会效益和经济效益，同时对于促进经济社会可持续发展有着长远的意义。
第四章项目建设条件
4.1厂址选择
本项目厂址选定在广州怀德经济开发区，周围环境及建设条件能够满足本项目建设及发展需要。
4.2区域建设条件
4.2.1地理位置
。南与广东固原市及甘肃省靖远县相连，西与甘肃省景泰县交界，北与内蒙古自治区阿拉善左旗毗邻，地跨东经104度17分～106度10分、北纬36度06分—37度50分，东西长约130公里，南北宽约180公里。截至2010年，全市总面积17441.6平方公里
4.2.2自然条件
地形由西向东、由南向北倾斜。境内海拔高度在2955米～1100米之间。
4.2.3矿产资源条件
矿产资源种类多，开发历史悠久。截止2010年底已发现矿产30多种，矿产地189处，其中工业矿床62处1、能源矿产：主要为煤煤炭资源是中卫市的主要矿产之一，
4.2.4水资源环境
水资源条件优越，地下水蕴藏丰富。黄河自西向东穿境而过，全长约182公里，占黄河在广东流程397公里的45.8%，年均流量1039.8立方
米／秒，年均过境流量328.14亿立方米，最大自然落差144.13米宁、4.2.5经济发展环境
全市工业完成工业总产值173.97亿元，比2009年增长22.1%，工业对全市经济增长贡献率为33.4%。其中规模以上工业总产值158.71亿元，增长27.2%；完成增加值49.01亿元，比上年增长13.9%。全年规模以上工业
4.2.6交通运输条件
第五章总体建设方案
5.1项目布局原则
本次建设项目总占地面积为1000亩，总建筑面积为383335.25㎡。
布局原则：
建设区平面布置充分利用现有条件，在满足消防及交通运输的条5.2项目总平面布置
项目总平面布置分为：行政办公区、研发区、生活区、生产区等。生产区的主要内容有：生产车间、辅助车间、物流库房、产品库房、维修车间、配电房等。
5.3总平面设计
本工程各建、构筑物之间的防火间距均严格按照《建筑设计防火规范》的要求进行设计。
5.4道路设计
厂区内根据平面布置，设置环形道路，为混凝土路面，路面宽度主道6米。该干路主要为运输原料、成品出厂。
5.5工程管线布置方案
5.5.1给排水
◆给水
本项目生产用水及生活用水均采取打井汲取地下水的方式解决，预计井深100米，出水量可满足生产运行需求。
◆排水
2011年第3期 新疆化工 11 超级电容器电极材料的研究进展 摆玉龙 （新疆化工设计研究院，乌鲁木齐830006） 摘要：超级电容器既具有超大容量，又具有很高的功率密度，因此它在后备电源、替代电源、大功率输出等方面都有极为广泛的应用前景。超级电容器的性能主要取决于电极材料，近年来各国学者对于超级电容器的电极材料进行了大量的研究。 关键词：超级电容器；电极材料 1 前言 超级电容器的种类按其工作原理可以分为双电层电容器、法拉第准电容器(也称为赝电容电容器)以及二者兼有的混合电容器。双电层电容器基于双电层理论，利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来储存能量。法拉第准电容器则基于法拉第过程，即在法拉第电荷转移的电化学变化过程中产生，不仅发生在电极表面，而且可以深入电极内部。根据这两种原理，目前作为超级电容器的电极材料的主要分为三类[1]：碳材料、金属氧化物及水合物材料、导电聚合物材料。 2 碳材料类电极材料 在所有的电化学超级电容器电极材料中，研究最早和技术最成熟的是碳材料。其研究是从1957年Beck发表的相关专利开始的。碳电极的研究主要集中在制备具有大的比表面积和较小内阻的多孔电极材料上，可用做超级电容器电极的碳材料主要有:活性炭、纳米碳纤维、玻璃碳、碳气凝胶、纳米碳管等。 活性炭(AC)是超级电容器最早采用的碳电极材料[2]。它是碳为主，与氢、氧、氮等相结合，具有良好的吸附作用。其特点是它的比表面积特别大，比容量比铂黑和钯黑高五倍以上[3]。J.Gamby[4]等对几种不同比表面积的活性炭超级电容器进行测试，其中比表面积最大为2315m2·g的样品得到的比容量最高，达到125F/g，同时发现比表面积和孔结构对活性炭电极的比容量和内阻有很大影响。 活性炭纤维(ACF)是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。ACF的制备一般是将有机前驱体纤维在低温(200℃~400) ℃下进行稳定化处理，随后进行炭化、活化(700℃~1000) ℃。日本松下电器公司早期使用活性炭粉为原料制备双电层电容器的电极，后来发展的型号则是用导电性优良、平均细孔孔径2~5nm、细孔容积0.7~1.5m3/g、比表面积达1500~3000m2/g的酚醛活性炭纤维[5]，活性炭纤维的优点是质量比容量高，导电性好，但表观密度低。H. Nakagawa采用热压的方法研制了高密度活性炭纤维(HD-ACF)[6]，其密度为0.2~0.8g/m3，且不用任何粘接剂。这种材料的电子导电性远高于活性炭粉末电极，且电容值随活性炭纤维密度的提高而增大，是一种很有前途的电极材料。用这种HD-ACF 制作超级电容器电极[7]，结果表明，对于尺寸相同的单元电容器，采用HD-ACF为电极的电容器的电容明显提高。 炭气凝胶是一种新型轻质纳米级多孔性非晶炭素材料，其孔隙率高达80%~98%，典型孔隙尺寸<50nm，网络胶体颗粒尺寸3~20nm，比表面积高达60~1000m2/g，密度为0.05~0.80g/m3，是一种具有许多优异性能(如导电性、光导性和机械性能等)和广阔的应用前景的新型材料[8]。孟庆函，
2010年8月17日
超级电容器行业研究简报 一、超级电容器简介 随着新能源领域的技术进步和行业发展，储能技术越来越受到各方重视，成为解决未来新能源产业发展的关键性环节，产业应用前景和市场规模十分巨大。当前，储能技术大致分为物理储能和电化学储能两条路线。而超级电容器则是物理储能中最具商用前景的一种技术装置，是对其他电化学储能技术的良好补充。 从行业需求角度看，电动/混合动力汽车、太阳能、风能等新能源应用都需求高能量密度储能元件，同时也要求免维护、长寿命、兼备能量密度和功率密度、应用范围宽。锂离子电池、镍氢电池、超级电容是目前全球主要发展的先进储能技术。当前，可充电储能元件行业的发展速度已经远高于全球GDP增长速度。超级电容作为电池的补充，其发展速度将快于电池技术。
1.1超级电容器的概念和特性 超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置, 主要是双电层超级电容器（还有赝电容型超级电容器）。它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 与传统电容器相比：它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比：它又具有较高的比功率，且对环境无污染，因此可以说，超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。 1.2 超级电容器工作原理 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，
负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 二、超级电容器的行业分析 超级电容器产品获得投资关注虽然不久，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。 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。 依照美国国家能源局的数据预测，超级电容器在全球市场的容量
3.1超级电容器行业基本情况 3.1.1 超级电容器介绍 超级电容器(Supercapacitor，Ultracapacitor),又叫黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。超级电容器是目前世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 图超级电容器结构原理图 超级电容器的出现，填补了传统电容器和电池间的空白，广泛的应用于数码产品、智能仪表、玩具、电动工具、新能源汽车、新能源发电系统、分布式电网系统、高功率武器、运动控制领域、节能建筑、工业节能减排等各个行业，属于标准的低碳经济核心产品。超级电容器具有如下特点： （1）高功率密度。输出功率密度高达数kW/kg，是如何化学电源所无法比拟的，是一般蓄电池的数十倍。 （2）高能量密度。能量密度可以达到5-20Wh/kg，是传统电容器所无法想象的。 （3）循环寿命长。理论循环寿命为无限次，实际都为50万次以上，远高于蓄电池几百次的循环寿命。 （4）充电时间短。可在数秒内到几分钟内完成充电，远快于蓄电池的充电
时间。 （5）免维护、高可靠性，报废后不产生环境污染。 3.1.2 超级电容器与传统常规储能元器件比较 （1）超级电容器与静电电容器、电池的性能参数比较 图超级电容器与普通电容器及电池参数比较 （2）超级电容与电池相关指标比较 图超级电容与电池参数比较 结合以上数据我们可以看出超级电容器的优势在于能提供较大的比功率，因此适合与瞬态大电流充放电工作环境。 3.1.3 超级电容器运用领域 超级电容器的用途非常广泛，其应用领域涉及消费类电子产品，交通运输、移动通信、工业、能源、电力及军事等领域，并且应用范围还在不断地扩大。
一、超级电容器的发展与进步 （一）概述 在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。 电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。 超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。 超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。 （二）超级电容器的原理 超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。一方面，与传统电容器相比，超级电容器的电极材料往往选用高比表面积材料，如活性碳，通过静电作用在固/液界面形成对峙的双电层存储电荷，因此超级电容器拥有比传统电容器高的能量密度，静电容量能够达到千法拉至万法拉级；另一方面，与电池能量存储机理类似，超级电容器可以通过法拉第氧化还原反应完成电荷存储和释放，由于主要依靠电极表面或近表面的活性材料存储电荷，超级电容器与电池相比，能量密度较低，但是具有高的功率密度和循环稳定性。 1 传统电容器 传统的平行板电容器是所有静电电容器储能的基础，传统电容器电能的储存来源于电荷在两极板上聚集而产生电场。平行板电容器的静电电容的计算公式为： r是两极板材料的相对介电常数，0是真空介电常数，A是电极板的正对面积，d 是两极板的距离。 2 双电层超级电容器 双电层电容器是通过静电电荷分离，依靠固/液界面的双电层效应完成能量的存储和转化。电解液离子分布可为两个区域——紧密层和扩散层。其双电层电容可视为由紧密层电容和扩散层电容串联而成。双电层电容器正是基于上述理论发展起来的。充电时，电子经外电
超级电容行业分析报告
超级电容行业分析报告 一、超级电容器行业分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为5F以下、5F~200F、200F以上，它们由于其特点的不同，运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件。另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。 年份纽扣型卷绕型和大型总规模同比增长2007 10.2 34.8 45 45% 2008 15.3 52.2 67.5 50% 年份纽扣型卷绕型和大型总规模同比增长 2005 0.4 3.5 3.9 57.2% 2006 0.9 4.8 5.7 46.2% 2007 1.4 7.2 8.6 50% 2008 2.1 11.2 13.3 55% 表1、表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到的数据整理而成的，分别反映了世界和中国超级电容器产业的情况。从这两个表中我们不难发现三个问题： 1、超级电容器产业的发展非常迅速，无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器，其产业规模都在高速扩展。 2、中国在钮扣型超级电容方面的竞争力不明显，在中国钮扣型市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争非常激烈。数据表明，近几年国内厂家的市场份额也在逐步扩大。 3、卷绕型和大型方面，中国的技术水平与国际接近，市场份额也比较理想。近几年，中国厂商的销售收人也在呈几何倍数增长。据调查，国产超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。 二、超级电容器技术研究现状 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电
功能材料课程报告 指导老师： 学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程 姓名： 学号： 日期: 2012 年7 月13 日
超级电容器电极材料研究现状及存在问题 摘要:电极材料是决定电容器性能的重要因素，高性能电极材料的开发是超级电容器研发的重点。本文主要讨论了超级电容器阳极材料的研究现状及存在问题，这些材料包括：碳材料、贵金属氧化物、导电聚合物和一些其他材料。复合或混合型电极材料可以显著提高超级电容器的综合性能，已经成为超级电容器电极材料发展的主要趋势。 关键词:超级电容器；电极材料；研究现状；存在问题
1电极材料的研究现状 1.1正极材料 目前用作超级电容器电极的材料主要有三类:碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。 1.1.1碳材料碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存。而制备的碳材料往往存在微孔(小于2nm)不足的情况。所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(大于2nm)的方向发展。除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性能也有影响[1]。 碳电极电容器其电容的大小和电极的极化电位及电极比表面积大小有关，故可以通过极化电位的升高和增大电极比表面积达到提高电容大小的目的。电极/电解质双电层上可贮存的电量其典型值约为15~40μF·cm-2。选用具有高表面积的高分散电极材料可以获得较高的电容。对理想可极化体系而言，可通过无限提高充电电压而大量储存能量。但是，对于实际体系却受电极材料和电解液组成的电极系统的可极化性和溶剂分解的限制，可通过加大电极比表面积来增加电容值。电容C可由下式给出 C=ε·ε0Ad 式中:ε ε为电导体和内部赫姆霍兹面间区域的相对0为自由空间的绝对介电常数， 介电常数，A为电极表面积，d为导体与内赫姆霍兹面之间的距离。 近年来研究主要集中在提高碳材料的比表面积和控制碳材料的孔径及孔径分布，并开发出许多不同类型的碳材料，主要有: 多孔碳材料、活性碳材料、活性碳纤维、碳气溶胶以及最近才开发的碳纳米管等[2]。 多孔碳材料、活性碳材料和活性碳纤维：这个排列基本代表了碳材料为提高有效比表面积的发展方向。之所以发展为活性碳，主要是在于通过活化处理(如水蒸汽)后，可以增加微孔的数量，增大比表面积，提高活性碳的利用率。这些材料随制作电极工艺的不同先后出现过:活性碳粉与电解液混合制成的糊状电
2016年国内外超级电容行发展现状及未来趋势分析 一、超级电容的定义 超级电容又名电化学电容器，双电层电容器是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 二、超级电容有哪些特点 （1）充电速度快，充电几秒-几分钟就可充满； （2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1-50万次，远高于充电电池的充放电使用寿命； （3）功率密度高，可以快速存储释放电荷，可达300W/KG-5000W/KG，相当于电池电量的5-10倍； （4）大电流放电能力强，能量转换效率高，循环过程能量损失小，循环效率≥90%； （5）贮存寿命长，因为充电过程没有化学反应，电极材料相对稳定； （6）低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃，随着温度的降低，锂电池放电性能显著下降；（7）可靠性高。 缺点：成本高，功率密度较高，能量密度低。 法拉（farad），简称“法”，符号是F 1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V 1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·S。 1法拉=1安培·秒/伏特 一个12伏14安时的电瓶放电量=14×3600×1/12=4200法拉（F），图中一个30000F的超级电容的电量相当于7个12伏14安时的电瓶放电量，够大吧。 三、超级电容的种类 按储存电能的机理，超级电容器可分为以下2种：包括双电层电容器和赝电容器。 四、超级电容的用途 超级电容可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景，特别是在部分应用领域具有非常大的性能优势。 1、电子设备最早应用：例如我们电脑的内存系统、照相机的闪光灯，音响设备后备存储电源。 2、汽车工业中：插电式混合动力汽车中超级电容主要和电池相配合形成智能启停控制系统。（1）超级电容可以迅速高效地吸收电动汽车制动产生的再生动能； （2）加速和爬坡时超级电容为智能启停控制系统电机提供电能，延长了电池的使用寿命。 3、大尺寸超级电容器可用在火车和地铁的刹车制动系统上，可以节省30%的能量。 4、超级电容轻轨列车 超级电容轻轨列车是一种新型电力机车。2012年8月10日，世界第一列超级电容轻轨列车在湖南省株洲市下线。这种新型电力机车最多能运载320人，不再需要沿途架设高压线，停站30秒钟就能快速充满电。列车充电后能高速驶向相距2公里左右的另一个站点，再上下客并充电，如此周而复始。 5、全球首创超级电容储能式现代电车
超级电容器的研究进展
超级电容器的研究进展 摘要：超级电容器是一种新型储能装置，它具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。近年来，各种新兴材料 的发展，为超级电容器电极材料的选取提供了更多的选择条件，促进了超级电 容器的快速发展。本文总结了超级电容器的特点，重点介绍了超级电容器的工 作原理、分类以及超级电容器的材料。并简要展望了超级电容器电极材料的发 展方向和前景。 关键词：超级电容器碳电极贵金属氧化物导电聚合物 Abstract: Super capacitor is a new type of energy storage device. It has the characteristics of high power density, short charging time, long service life, good temperature characteristics, energy saving and green environmental protection. In recent years, the development of a variety of new materials, for the selection of the super capacitor electrode materials to provide more options to promote the rapid development of the super capacitor. This paper summarizes the characteristics of the super capacitor, and introduces the working principle of the super capacitor, classification and the material of the super capacitor. And briefly discussed the developing direction of super capacitor electrode materials and prospect. Key words: Super capacitor Carbon electrode Precious metal oxide Conducting polymer 一、引言 超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹（1821～1894）提出的界面双 电层理论基础上的一种全新的电容器，又叫电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电
2012超级电容器行业分析报告及技术研究现状 一、电容器、超级电容器行业分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型三者在容量上大致归类为5F以下、5F~200F、200F以上它们由于其特点的不同运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件。另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。 表1、表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到的数据整理而成的，分别反映了世界和中国超级电容器产业的情况。从这两个表中我们不难发现三个问题： 1、超级电容器产业的发展非常迅速，无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器，其产业规模都在高速扩展。 2、中国在钮扣型超级电容方面的竞争力不明显，在中国钮扣型市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争非常激烈。数据表明，近几年国内厂家的市场份额也在逐步扩大。 3、卷绕型和大型方面，中国的技术水平与国际接近，市场份额也比较理想。近几年，中国厂商的销售收人也在呈几何倍数增长。据调查，国产超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。 二、超级电容器技术研究现状
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 超级电容器因其独特的双层大容量储存结构对原材料及制作工艺提出了极高的要求。电极、电解质和隔膜的组成和质量对超级电容器的性能起着决定性的影响。下面将从原材料，制作工艺等几个方面对超级电容器的技术现状进行分析。 2.1正极材料 目前用作超级电容器电极的材料主要有三类：碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。 2.1.1 碳材料 碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及 以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存，而制备的碳材料往往存在微孔(孔 径小于2nm)不足的情况。所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(孔径 大于2nm)的方向发展。除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性 能也有影响。现在已有许多不同类型的碳材料被证明可用于制作超级电容器的极化电极，如活性炭、活性炭纤维、碳气溶胶、碳纳米管以及某些有机物的裂解碳化产物。 2.1.2 金属氧化物材料 金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究是基于法拉第准电容储能原理，即是在氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应而产生的吸附电容。其电容量远大于活性炭材料的双电层电容，但双电层电容器瞬间大电流放电的功率特性比法拉第电容器好。金属氧化物作为超级电容器电极材料有着潜在的研究前景。近年来金属氧化物电极材料的研究工作主要围绕以下两个方面进行:(l)制备高比表面积的RuO2活性物质。(2) RuO2与其它金属氧化物复合。
超级电容器研究进展 XXX 摘要：超级电容器是一种介于化学电池与普通电容器之间的新型储能装置。本文主要介绍了超级电容器的原理、电极材料和电解质研究进展。 关键词：超级电容器电极材料电解质 Research Progress of Super Capacitor Abstract：Super capacitor is a new energy storage device between battery and conventional capacitor. In this paper, super capacitor’s principle,research progress on electrode materials and electrolytes were introduced. Key Word: super capacitor electrode materials electrolytes 1 引言 超级电容器是最近几十年来，国内外发展起来的一种新型储能装置，又被称为电化学电容器。超级电容器兼具有静电电容器和蓄电池二者优点。它既具有普通静电电容器那样出色的放电功率，又具备蓄电池那样优良的储备电荷能力。与普通静电电容器相比较，超级电容器具有法拉级别的超大电容、非常高的能量密度和较宽的工作温度区间[1-3]。此外由于超级电容器材料无毒[4]、无需维护，有极长的循环充放电寿命,可作为一种绿色环保、性能优异的的储能装备在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源等[5]方面有着广泛的应用前景。超级电容器从出现到成熟，经历漫长的发展过程。当今世界，越来越多的科研机构和商业公司致力于超级电容器的研制与开发工作。美国、日本、俄罗斯超级电容器界的三大巨头，其产品几乎占据了超级电容器市场的绝大部分。与这些超级电容强国相比，我国超级电容器研发工作起步晚，发展快，如今已初具规模，并渐趋成熟，但仍存在一定差距。 2 超级电容器工作原理 当前得到大家广泛认可的超级电容器的工作原理主要是双电层电容理论和
超级电容器发展现状及发展前景分析 超级电容器研究国世界分布图 超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的名词。实际上，超级电容器已在该领域历经了几十年的坎坷，虽然它的应用形式同电池不同，但在实际应用上却总被电池取代，此外还面临成本高、技术难度大的劣势。然而，超级电容器在技术上一旦取得突破，将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。因此，尽管研发过程困难重重，但攻克它的意义却很重大。 超级电容器的尴尬现状 超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。目前，微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。
超级电容器“全家福” 使用寿命久、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度，这是超级电容器的四大显 著特点，这也使它成为当今世界最值得研究的课题之一。目前，超级电容器的主要研究国 为中、日、韩、法、德、加、美。从制造规模和技术水平来看，亚洲暂时领先。 然而，超级电容器的研发工作一直笼罩在电池(主要为镍氢电池、锂电池)的阴影之下。镍氢电池和锂电池的开发因为可以获得来自政府和大投资商的巨额资金支持，技术交流获 得极大推动，也更容易聚焦全世界的目光。相比之下，超级电容器却很难得到雄厚的资金 支持，技术的进步和发展也就受到很大程度地制约。另外，超级电容器成本高、能量密度 低的现状也与锂电池形成鲜明对比，这使它在很多领域备受冷落。 先驱EEStor公司勇于挑战却惨遭败北 尽管超级电容器已发展多年，但实际生产厂家的数量却少得可怜。一部分厂商面对超 级电容器技术上发育不完全的现状，不敢轻易投资，采取观望策略，期待市场能出现一个 涉足此领域并获得成功的例子。另外一部分厂商则坚信，只要超级电容器的生产成本实现 大幅下降，仅以当前它的快速充放电特性，就可实现快速普及。美国超级电容器生产商EEStor就属于后者。 上世纪90年代，美国超级电容器生产商EEStor为改变超级电容器的市场现状，曾用 好几年的时间将大量财力物力投向如何提高超级电容能量密度的研发上，期望能通过自身
超级电容器发展现状及前景分析 一、超级电容器的概念 超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源，它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。 超级电容器基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。 超级电容器实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F（法），工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。 超级电容器的性能特点： ①．具有法拉级的超大电容量； ②．比脉冲功率比蓄电池高近十倍； ③．充放电循环寿命在十万次以上； ④．能在-40℃-70℃的环境温度中正常使用； ⑤．有超强的荷电保持能力，漏电源非常小； ⑥．充电迅速，使用便捷； ⑦．无污染，真正免维护。 二、超级电容器行业市场分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为小于5F、5F~200F、大于200F，它们由于其特点的不同，运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中；而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件；另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。这三种超级电容器在全球和国内的生产规模情况分别见表1和表2 所示。
金属氧化物超级电容器简介 超级电容器，是一种介于普通静电电容器与二次电池之间的新型储能元件。由于它具有比功率高、比容量大、成本低、循环寿命长、无记忆、充放电效率高，不需要维护和保养等优点，因此在移动通讯、信息技术、电动汽车、航空航天和国防科技等方面具有广阔的应用前景。世界各国都给予了高度重视，并将其作为重点开发项目和战略研究进行研发。 超级电容器储能机理超级电容器按原理可分为双电层电容器和赝电容电容器。作为第一类导体的电极与第二类导体的电解质溶液接触时，充电时则在电极 / 溶液界面发生电子和离子或偶极子的定向排列，形成双电层电容。双电层电容器的电极通常为具有高比表面积的多孔炭材料，目前常用的炭材料有 :活性炭粉末、活性炭纤维、炭黑、碳气凝胶、碳纳米管、玻璃碳、网络结构炭以及某些有机物的炭化产物。 赝电容，也称法拉第准电容，是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，产生和电极充电电位有关的电容。赝电容不仅在电极表面，而且可在整个电极内部产生，因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。在相同电极面 积的情况下，贋电容可以是双电层电容量的10?100倍
金属氧化物超电容电极材料最新进展 对电极材料研究主要集中在各种活性炭材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料等。其中活性炭电极材料以产生的双电层为主，金属氧化物材料与导电聚合物材料以产生的贋电容为主，下面就介绍贋电容电极材料的研究进展情况。由于RuO2等活性物 质在电极/溶液界面法拉第反应所产生的 "准电容"要远大于活性炭材料表面的双层电容，有着广阔的研究前景，已经引起了不少研究者的重视。 1、超细微RuO2电极活性物质的制备与研究 超细微RuO 2电极活性物质以其优异的催化活性已经在卤碱工业中得到了广泛的应用，但利用其不同寻常的比容量作为电化学电容的活性物质仅仅是近几年的事情。T.R.JOW对这一活性 物质进行了系统的研究，他们使用溶胶凝胶方法制备了超细微 RuO 2颗粒，在175 C加热若干时间，然后制备成为电极进行测试，此种RuO 2电极活性物质具有优异的大电流充放电性能，其单电极比容量高达760F/g。JOW 认为制备含水的无定型的 RuO 2氧化物是加大材料电容量的关键，反应仅仅发生在氧化物电极表层。活性材料中加入大面积导电性碳黑后使材料的大电流放电性能有所改善，功率密度达到 100KW/Kg 。JOW制备的活性电极可在一52 C ?73 C的范围之内连续充放电 60 , 000次以上。JOW 等人给出的解释是 RuO 2 ?xH 2O由于是无定型态，电解液容易进入电极材料，由它
超级电容器项目可行性报告 规划设计 / 投资分析
摘要说明— 该超级电容器项目计划总投资 13474.95 万元，其中：固定资产投资11770.85 万元，占项目总投资的 87.35%；流动资金 1704.10 万元，占项目总投资的 12.65%。 达产年营业收入 16168.00 万元，总成本费用 12896.82 万元，税金及附加 239.97 万元，利润总额 3271.18 万元，利税总额 3962.35 万元，税后净利润 2453.38 万元，达产年纳税总额 1508.96 万元；达产年投资利润率24.28%，投资利税率 29.41%，投资回报率 18.21%，全部投资回收期 6.99 年，提供就业职位 283 个。 坚持应用先进技术的原则。根据项目承办单位和项目建设地的实际情况，合理制定项目产品方案及工艺路线，在项目产品生产技术设计上充分体现设备的技术先进性、操作安全性。采用先进适用的项目产品生产工艺技术，努力提高项目产品生产装置自动化控制水平，以经济效益为中心，在采用先进工艺和高效设备的同时，做好项目投资费用的控制工作，以求实科学的态度进行细致的论证和比较，为投资决策提供可靠的依据。努力提高项目承办单位的整体技术水平和装备水平，增强企业的整体经济实力，使企业完全进入可持续发展的境地。 概论、建设背景、项目市场调研、建设规模、选址分析、土建工程分析、工艺分析、环境影响概况、项目安全保护、风险应对评价分析、节能方案分析、项目实施方案、投资可行性分析、经济评价分析、综合评价等。
第一章建设背景 一、项目建设背景 超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，其既具有电容器快速充放电的特性，又具有电池的储能特性。超级电容器具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长、工作温限宽、绿色环保等优良特征，下游应用市场包括消费电子、电动汽车、轨道交通、电力系统、军工设备等众多领域。不过相较于储能电池，超级电容器虽然充放电速度快，但储电量较少，因此主要应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等场景。 因超级电容器的优良特性，我国政府积极推动产业发展，行业整体技术水平不断提升，超级电容器市场规模迅速扩大。2012 年，我国超级电容器市场规模为 16.3 亿元，发展到 2017 年已经增长至 101.0 亿元，年复合增长率达到 44.02%；2018 年，超级电容器市场规模达到 120.0 亿元，同比增长 18.81%。我国超级电容器市场规模迅速扩张。 我国新能源汽车市场保持高速增长，可再生能源发电以及分布式电力系统市场蓬勃发展，轨道交通、数据中心、消费电子等领域市场规模也在持续扩大，下游主要应用领域发展态势良好，对超级电容器需求将持续保持较快的速度增长。并且我国超级电容器行业经过不断发展，国际竞争力
五、结果与分析 1、实验过程总结与知识点查阅 ○1超级电容器的结构：[1] 超级电容器主要由三部分组成：电极、电解液和隔膜，其中电极由集流体和电极材料组成。本实验中，集流体为泡沫镍，集流体起到降低电极内阻的作用，活性物质为三维石墨烯-Co3O4复合材料。 ○2超级电容器的分类及原理 分为双电层电容器和赝电容器 双电层电容器：充电时，电解液中的带电粒子被吸附在电极表面，形成双电层结构，从而将能量储存起来。在双电层电容器工作的过程中，电解液中的粒子只发生电迁移、扩散、传质，完全是物理过程，不会和电极发生氧化还原反应。在充电时，接正极的电极集流体和活性物质带正电，活性物质吸附电解液中的负离子从而形成双电层结构。同样的，接负极的活性物质带负电，吸引电解液中的阳离子形成双电层结构。整个超级电容器相当于两个电容器串联。循环性能好，比电容较低。 赝电容器：由于电解液中粒子与电极材料发生高度可逆的氧化还原反应，形成不稳定的产物，将能量储存起来。在充电时，活性物质与电解液中的粒子在电极表面或者电极表面及内部发生高度可逆的化学吸附；在放电时则进行解吸附的过程。循环性能差，比电容高。 ○3超级电容器的电极材料[2]： （1）炭材料：活性炭、碳纳米管、石墨烯等。主要用于双电层电容器，比容量较低，而且能量密度与功率密度也较低。 ( 2 )过渡金属氧化物和导电聚合物，主要用于赝电容器，比容量与能量密度较高，导电性能和循环稳定性相对活性炭较差。 （3）改进材料：制备碳材料与金属氧化物或导电聚合物的复合材料，同时拥有比电容高和循环性能好的优点，如本实验中的三维石墨烯-Co3O4复合材料。 ○4循环伏安法测试及其原理 循环伏安法是指在工作电极和参比电极之间施加三角波扫描电压，记录工作电极上响应电流与施加电位之间的关系曲线，即循环伏安图。从伏安图的波形、氧化还原电流的数值及
中国超级电容器电池行业概述及产值分析 超级电容器电池产业作为新兴能源产业，是一种介于电容器和电池 之间的新型储能元件，主要利用双电层或者电极上快速和可逆的氧化还原反 应来储存能量，其储能的过程并不发生化学反应，它具有充电时间短、使用 寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。与二次电池相比具有更 优异的大电流放电特性。近几年，国内外都处于快速发展期，随着市场需求 的迅速扩大和国家新能源政策的牵引，特别是伴随着我国新能源汽车产业的 高速发展，我国超级电容器电池行业整体上进入了迅速发展的快车道。在中国，超级电容器电池主要应用于储能领域，电子设备，和动力系统等等。据 统计，目前中国混合动力客车的超级电容器装机保有量已超过2 万辆，宇 通、金龙、金旅、海格、南车等十多家国内知名车企都在新能源客车上采用 了超级电容器方案。超级电容器对新能源汽车有显著的节能减排，省油环保 作用。 目前国内的超级电容器电池研究、生产及应用起步较晚，较之国外先 进厂商生产技术相对滞后;同时，行业壁垒较高，国内市场各家生产商目前还 处于市场开拓期，整体处于不完全竞争的局面，核心企业间的竞争并不直 接。近年来由于生产技术的提高，进口的原材料在逐步降低，生产成本有一 定程度的降低。同时由于企业之间的相互竞争，价格也在不断的下降，而且 趋势比较稳定。 2016 年超级电容器电池的总产值达到114392 万元，2020 年有望达到301917 万元，2016 年到2020 年的复合增长率为21.42%。2016 年超级电容器电池市场总销售额大约284508 万元，到2020 年有望达到634396 万元，2016 到2020 年的年均增长率为17.39%。
实验报告 题目 C,MnO2的电化学电容特性实验姓名许树茂 学号 005 所在学院化学与环境学院 年级专业新能源材料与器件创新班 指导教师舒东老师 完成时间 2012 年 4 月
1.【实验目的】 1. 了解超级电容器的原理； 2. 了解超级电容器的比电容的测试原理及方法； 3. 了解超级电容器双电层储能机理的特点； 4. 掌握超级电容器电极材料的制备方法； 5. 掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。 2. 【实验原理】 超级电容器的原理 超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。 图1 超级电容器的结构图 从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。 (1) 双电层超级电容器的工作原理 双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两
个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层; 撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离内（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。根据双电层理论,双电层的微分电容约为20μF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。双电层电容具有响应速度快，放电倍率高的特点，但储能比电容较小。 (2) 法拉第鹰电容的工作原理 法拉第鹰电容器是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电极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,产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。对于其双电层中的电荷存储与上述类似,对于化学吸脱附机理来说,一般过程为电解液中的离子一般为或在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中若电极材料具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。法拉第鹰电容可以产生高的比电容，但因为法拉第反应的限制，倍率性能比双电层电容小。 目前使用的电极材料主要有碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料，其中碳材料以双电层机理储能，而后两种材料以法拉第赝电容机理储能。 3.【仪器与试剂】 . 仪器 , 620C,上海辰华仪器公司。 2.电热恒温鼓风干燥箱 3.饱和甘汞参比电极, Pt电极 4.烧杯、玻璃棒、容量瓶 药品 名称化学式分子量级别生产商 不定形二氧化锰MnO2分析纯——硫酸钠Na2SO4——分析纯——