2015年国内超级电容器有望达73亿元或取代锂离子电池_
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超级电容器的现状及发展趋势一、本文概述随着科技的飞速发展和人类对能源需求的日益增长,超级电容器作为一种新兴的储能器件,正逐渐在能源储存和转换领域崭露头角。
本文旨在全面概述超级电容器的现状及其未来发展趋势,从而为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。
本文将回顾超级电容器的历史发展,探讨其从概念提出到实际应用的过程。
文章将详细介绍超级电容器的基本原理、结构特点以及性能优势,以便读者对其有深入的理解。
在此基础上,文章将重点分析当前超级电容器在各个领域的应用状况,如交通运输、电力储能、电子设备等领域。
同时,文章还将探讨超级电容器在实际应用中面临的挑战和问题,如成本、安全性、寿命等。
本文还将关注超级电容器的未来发展趋势。
随着材料科学、纳米技术、电化学等领域的进步,超级电容器的性能有望得到进一步提升。
文章将预测超级电容器在未来可能的技术突破和市场应用前景,包括新型电极材料的开发、电容器结构的优化、以及与其他能源储存技术的融合等。
本文将全面梳理超级电容器的现状及其未来发展趋势,旨在为读者提供一个清晰、全面的视角,以便更好地把握超级电容器在能源储存和转换领域的发展动态。
二、超级电容器的现状超级电容器,作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,以其独特的性能优势在现代能源领域引起了广泛的关注。
目前,超级电容器的应用已经渗透到了许多领域,包括交通、能源、工业、电子等。
在交通领域,超级电容器以其高功率密度和快速充放电的特性,被广泛应用于电动公交、混合动力汽车以及电动汽车的启动和加速过程中。
超级电容器能够在短时间内提供大量的电能,使车辆在短时间内达到较高的速度,从而提高车辆的动力性能。
超级电容器还可以作为车辆的辅助能源,与电池配合使用,延长车辆的续航里程。
在能源领域,超级电容器被用作风力发电和太阳能发电系统的储能装置。
在这些系统中,超级电容器可以平滑输出电能,避免由于风速和日照强度的不稳定而导致的电能波动。
锂电池的超级敌人作者:姜艺萍来源:《英才》2014年第09期在锂电池行业正享受着众星捧月般追逐的时候,其潜在的一个对手已悄然走近,虎视眈眈,它就是超级电容。
近期,市场调研公司IDTechEx提出了一个大胆论断——超级电容器将会摧毁锂离子电池市场。
在题为《2014-2024年的超级电容市场》报告中,IDTechEx称,到2024年,全球超级电容器市场价值将达到65亿美元,市场份额增大的同时会吞噬电池市场。
所谓超级电容,是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。
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。
由于其容量很大,对外表现和电池相同,因此也有称作“电容电池”。
为什么有人认为它必将取代锂电池?主要还是从其性能考虑。
相比于锂电池,超级电容充放电速度快、效率高、循环寿命长且安全性高。
这些似乎都是如今电动车推广困局的解药。
南车株机今年5月单批量交付的世界首列超级电容100%低地板有轨电车,其采用7500F 双电层超级电容,寿命长达10年,充放电次数可达100万次。
列车每次进站可快速充电,最大充电时间30秒,最快10秒便能完成充电。
超级电容高于锂电池的安全性能,也在近几年的各类事件中得以彰显。
过去一年,波音、苹果、特斯拉等公司都受困于锂电池的安全性,频频引发事件。
专家也指出锂电池“本性难移”,很难从技术上弥补其安全性短板。
而利用静电电荷存储电能的超级电容本身就保证了其安全性能。
现今,超级电容由于其能量密度低的短板,主要还扮演着锂电池的配角角色。
但由于“万能材料”石墨烯的应用,超级电容替代锂电池的脚步似乎越来越近。
虽然国内外对此的争论颇多,没有达成共识。
但相比国内对于锂电池的高度热情,欧美多国的做法更加平衡。
以德国为例,其于2008年颁布的《德国国家电动汽车发展计划》中就将超级电容与锂电池的研发放在同样相等的地位。
在超级电容器的产业化方面,美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累,目前处于领先地位。
国内外超级电容器的研究发展现状作者:周晓航方鲲李玫来源:《新材料产业》 2015年第3期文/ 周晓航方鲲李玫1. 北京纳盛通(NST) 新材料科技有限公司2. 北京热塑性复合材料工程技术研究所超级电容器与新能源产业密切相关,它可以应用于各个不同的领域,如电动汽车等产业,并带动下游产业发展,近年来许多研究者都很有兴趣。
本文介绍了超级电容的背景,从理论上解释了超级电容器的电化学工作原理,并从工作原理上划分了几类超级电容器电极材料,最后从电容器设计的角度介绍了国内外的研究进展。
一、超级电容器的研发背景第一次工业革命以来,人口不断增长,全世界现代化自动化程度不断地进步和革新,能源的需求量也越来越大。
然而,传统的化石能源有不断消耗殆尽的趋势。
再加上数十年大量化石能源的消耗给地球环境带来了巨大影响。
例如,温室气体导致全球变暖和它所引发的一系列环境问题,大量能源开采对地质环境改变造成的诸多问题,燃烧化石能源产生的粉尘导致了空气恶化。
有数据显示近几年人类癌症病发率显著增加,可以断定是环境因素所引发。
因此,寻找新的可再生替代能源是维持人类可持续发展的唯一途径,也成为了本世纪众多科学家研究的重点课题。
可再生能源如风能、潮汐能、太阳能、生物质能等,储能技术将可以有效地将这些可再生能源转化为可稳定输出的能源,来匹配人类对能源的需求。
超级电容器,也被称为电化学电容器,提供了一个电能储存和传递的模型,和电池一样是电化学储能技术的一种。
目前超级电容器已在很多小型电子设备中应用。
它如果与锂离子电池结合应用在电动车中,可以大大提高现有电动车性能,如更快的启动和爬坡速度、充电更快、电池寿命更长等。
第一台超级电容器在1957年被公开,它利用典型的多孔碳作为电极活性材料。
随后一种叫做电动电容器出现,它利用多孔碳在无水电解液中使用,可被充电到3V。
需要注意的是,这个装置的操作原理并非电动力学,电动电容器是一个错误的命名。
在1971年,研究人员认识到氧化钌的电化学特性类似电容器[1]。
超级电容器发展现状超级电容器是一种新型的电能存储设备,能够实现高能量密度、快速充放电和长寿命等特点,因此在能源存储领域具有广阔的应用前景。
目前超级电容器的研究和发展正处于高速发展阶段,以下是对超级电容器发展现状的介绍。
首先,超级电容器在材料方面有了重要突破。
传统的电容器使用的是电解液作为介质,而超级电容器利用的是具有高比表面积和高导电性的活性材料,如活性炭和金属氧化物。
近年来,研究人员发现一些新的活性材料如二维材料和纳米材料也具有较高的电容量和导电性,这对超级电容器的发展具有重要意义。
其次,超级电容器在技术方面有了重大突破。
目前,研究人员通过改变电极结构和改进电解质以提高超级电容器的能量密度和功率密度。
例如,采用新的电极结构,如纳米孔洞电极和纳米线电极,能够增加电极表面积并提高电荷的储存能力。
此外,研究人员还通过调节电解质的成分和浓度,提高了超级电容器的电导率和离子迁移速度,从而提高了超级电容器的充放电速度和效率。
再次,超级电容器在应用方面也取得了重要进展。
目前,超级电容器已经广泛应用于交通工具和可再生能源领域。
例如,超级电容器能够实现电动汽车的快速充电和长里程续航,通过回收和利用汽车制动能量来提高能源利用效率。
此外,超级电容器还可以用于可再生能源的储能,如太阳能和风能的储存和释放。
超级电容器还可以用于平衡电网的负载和峰谷切换,从而提高电网的稳定性和效率。
最后,超级电容器还面临一些挑战和问题。
首先,超级电容器的能量密度相对较低,无法与锂离子电池等传统储能设备相比。
其次,超级电容器的成本较高,限制了其大规模商业化应用的发展。
此外,超级电容器的环境适应性和稳定性也需要进一步提高。
综上所述,超级电容器作为一种新型电能存储设备,在材料、技术和应用方面取得了重要突破,但仍面临一些挑战和问题。
随着相关技术的不断进步和成本的降低,相信超级电容器将会在能源存储领域发挥更重要的作用。
国内外超级电容器市场概况目录:1超级电容器企业概况(1)国外超级电容器企业概况(2)国内超级电容器企业概况2市场技术研发概况(1)国外超级电容器技术研发概况(2)国内超级电容器技术研发概况3我国超级电容器企业竞争格局(1)现有企业竞争格局(2)新进入企业概述4超级电容器的发展趋势和市场规模5市场需求量6拉动电容器市场发展的动力1超级电容企业概况➢国外企业:美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累,目前处于领先地位。
国外主要的生产企业有:美国的Maxwell公司,俄罗斯的Econd公司、Elit公司,日本的Elna公司、Panasonic公司、Nec-Tokin公司,韩国的Ness公司、Korchip公司、Nuintek公司等。
➢国内标杆企业:国内厂商大多生产液体双电层电容器,重要企业有锦州凯美能源(原锦州富辰、锦州锦容)、北京集星电子、上海奥威等十多家。
锦州凯美能源是国内最大的超级电容器专业生产厂,主要生产纽扣型和卷绕型超级电容器2市场技术研发概况➢国际:国外研究超级电容器起步较早,技术相对比较成熟。
它们均把超级电容器项目作为国家级的重点研究和开发项目,提出了近期和中长期发展计划。
俄罗斯的Esma 公司是生产无机混合型超级电容器的代表,然而,Esma公司目前还没有形成规模生产能力。
此外,俄罗斯的Elit公司、法国的Saft公司、美国的Cooper公司、日本的Nec 公司和松下公司也投入巨大资金对大容量超级电容器进行规模化生产的研究。
➢国内:国内市场技术研发概况:国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家,然而,能够批量生产并达到实用化水平的厂家不到20家。
3我国超级电容企业竞争格局➢现有企业:从各厂商的产品来看,核心企业间的竞争并不直接,因为没有完全重复的,竞争也只是局限于一个领域范围内的。
预计2010-2015年各企业之间仍将有良好的合作,市场格局不会发生大的变化。
2015年国家公务员录用考试《行政职业能力测验》真题与解析(地市级)说明本测验卷共有五个部分,130道题,总时限为120分钟。
各部分不分别计时,但都给出了参考时限,供你参考以分配时间。
请在题本、答题卡上严格按照要求填写好自己的姓名,填涂准考证号。
请仔细阅读下面的注意事项,这对你获得成功非常重要:1.题目应在答题卡上作答,在题本上作答的一律无效。
2.监考人员宣布考试开始时,你才可以开始答题。
3.监考人员宣布考试结束时,你应立即停止答题,将题本、答题卡和草稿纸都翻过来留在桌上,待监考人员确认数量无误,允许离开后,方可离开考场。
如果你违反了以上任何一项要求,都将影响你的成绩。
4.在这项测验中。
可能有一些试题较难,因此你不要在一道题上思考时间太久,遇到不会答的题目,可先跳过去,如果有时间再去思考。
否则,你将可能没有时间完成后面的题目。
5.试题答错不倒扣分。
6.特别提醒你注意,涂写答案时一定要认准题号。
7.严禁折叠答题卡。
第一部分常识判断(共20题,参考时间15分)根据题目要求,在四个选项中选出一个正确答案。
请开始答题:1、下列做法最贴近“看得见的正义才是真正的正义”法律内涵要求的是()。
A.纪检监察部门开通网站并接受网络举报B.地方政府在互联网上征求城市规划意见C.人民法院在互联网上公布法庭裁判文书D.交警配备执法记录仪时记录执法过程2、因张三不偿还一年前的十万元现金借款(利率5%),李四将其诉至法院,但李四丢失了借条原件,面临败诉的风险,最后在法院的调解下,张三自愿偿还李四现金十万元,李四主动放弃利息的诉讼请求,下列法院内涵最能体现这一调解精神的是()。
A.无救济,即无权利B.法者,定分止争也C.善良的心,是最好的法律D.举证之所在,败诉之所在3、下列哪种情形最可能实行一审终审?()A.基层人民法院审理被告提出反诉的买卖合同纠纷案件B.基层人民法院审理夫妻双方争夺子女抚养权的离婚案件C.中级人民法院审理在本辖区有重大影响的合同纠纷案件D.基层人民法院审理权利义务关系明确的租赁合同纠纷案件4、下列条款符合法律规定的是( )。
1. 2018-2020年全球超级电容行业市场规模中投产业研究院发布的《2021-2025年中国超级电容行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:全球超级电容市场规模在2018年达到296.5亿美元,同比增长20%,预计将在2022年达到615亿美元。
图表2009-2022年全球超级电容市场规模数据来源:中投产业研究院2. 全球超级电容行业竞争格局国外企业技术领先,占据全球大部分超级电容器市场。
在超级电容器的产业化上,最早是1980年NEC-Tokin与1987年松下三菱生产的产品,到20世纪90年代,Econd和ELIT推出了适合于大功率启动动力场合的电化学电容器。
中投产业研究院发布的《2021-2025年中国超级电容行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:目前,世界上许多国家积极开展超级电容相关的研究开发工作,主要的生产企业有:美国的MAXWELL公司、Ioxus公司,日本的ELNA公司、PANASONIC公司,韩国的LSMtron 公司、Vina Technology公司和俄罗斯的ECOND公司等。
目前国外企业处于领先地位,占据着全球大部分市场。
日、美、欧洲等均把超级电容器项目作为国家级的重点研究和开发项目,美国的USMSC计划、日本的New Sunshine计划和欧洲的PNGU计划均将超级电容器列入开发内容。
图表国外主要的超级电容器制造商数据来源:中投产业研究院3. 2018-2020年中国超级电容行业运行情况随着超级电容器技术的成熟,应用领域不断拓展,成熟的应用案例不断增加,行业的市场规模保持稳定增长态势。
中投产业研究院发布的《2021-2025年中国超级电容行业深度调研及投资前景预测报告》中显示:2012年中国超级电容器市场规模仅仅为15亿元,2015年中国超级电容器市场规模增长至40亿元,2018年中国超级电容器市场规模达到91.3亿元,2019-2020年超级电容器市场年均复合增速将维持在30%左右,预计2020年将达到152.7亿元。
超级电容器性能原理及应用本文摘自: 电池论坛() 详细出处请参考:/thread-209320-1-1.html超级电容器是在19世纪60、70年代率先在美国出现,并于80年代实现市场化的一种新型的储能器件,具有超级储电能力。
它兼具普通电容器的大电流快速充放电特性与电池的储能特性,填补了普通电容器与电池之间比能量与比功率的空白。
超级电容器被称为是能量储存领域的一次革命,并将会在某些领域取代传统蓄电池。
超级电容器性能超级电容器的能量密度是传统电容器的几百倍,功率密度高出电池两个数量级,很好地弥补了电池比功率低、大电流充放电性能差和传统电容器能量密度小的缺点。
图1:超级电容器性能优势图超级电容器与铅酸、镍氢和锂电池相比,在自放电、能量密度和能量成本方面显现不足,但在效率、快充特性、温度范围、安全性、功率成本、功率密度、寿命方面,超级电容器有着其他电池不可超越的优势。
超级电容器是一种无污染的新型储能装置,寿命超长(1-50万次)、安全可靠、储能巨大,是一种理想的储能装置,具体特性如下:1、高循环寿命,循环寿命可达50万次以上,合计10年,远超电池理论上的最大循环2000-5000次;2、快速充电特性,由于不存在电能转化化学能的化学反应,充电10秒-10分钟,可达到其额定容量95%以上;3、高功率密度特性,具有优越的动力特性,可达300W/kg~5000W/kg,相当于电池的5-10倍;能较好地满足车辆在启动、加速、爬坡时对瞬间大功率的要求;4、大电流放电能力超强,过程损失小;大电流是电池的几十倍;5、超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;而一般电池是-20℃~+60℃;6、无污染,安全可靠,超级电容器是绿色能源(活性炭),不污染环境,是理想的绿色环保电源;7、全寿命免维护:超级电容器采用全密封结构,没有水分等液体挥发,在使用过程中全寿命不需要维护;8、相符成本地,超级电容器价格比铅酸电池高1倍,但寿命比电池高10倍。
电源世界 2014/02 | 7
咨询机构IHS Automotive 发布的最新报告预计,2014年全球电动车和插电混合动力汽车的产量有望增长67%至40.3万辆,增幅较2013年的44%进一步上升。
相比之下,该机构预期今年全球汽车总产量增幅仅为3.6%。
电动汽车产量大幅增长主要受益于以下因素。
首先,欧洲排放标准将在今年下半年收紧,同时欧洲汽车制造商正积极引进新的电动车型。
IHS 报告预计,今年全球电动车产量的40%来自欧洲、中东和非洲,30%来自亚洲,27%来自美国。
其中美国地区的产能主要由日产
Leaf ,雪佛兰V olt ,特斯拉Model S ,福特C-Max 插电混合动力车组成。
其次,电动车价格持续下降,对普及度显著上升起到重要影响。
目前日产Leaf 在美国的售价较2012年下降6000美元,2013年Leaf 在美国的销量较2012年上升了130%。
据IHS 报告,电池技术成本下降推动了电动车价格下滑,锂离子电池制造商LG 和松下之间的价格战也带来帮助,前者为雪佛兰V olt 生产电池,后者是特斯拉Model S 的电池供应商,此外三星也在电动车电池领域施展拳脚,为宝马i3和菲亚特
500e 提供电池。
第三,中国将成为全球电动车普及度提升的重要驱动力。
为缓解污染问题,中国政府势必积极推广电动车使用。
超级电容器的应用范围非常广泛,包括交通运输、工业、新能源和装备领域等,而现在又有可能拓展新的应用领域,尽管锂离子电池仍是电动汽车的主要能源储备方式,但已有数家公司开始考虑采用超级电容产品作为锂离子电池的一种良好补充设备。
业内人士预测,2015年国内超级电容器有望达73亿元。
韩国Neescap 公司近日声称将出资900万美元拓展旗下交通、电力系统及消费电子产品用超级电容产品的产能。
在美国,有能力设计制造超级电容产品所需材料和电解质的公司有Graphene Energy , EnerG2 以及 Ioxus 三家。
另一家EEStor 公司则由风投公司KleinerPerkinsCaufield&Byers 为后台,目前这家公司已经与电动车公司Zenn 签署了超级电容的供货协议。
超级电容能存储的电量相较传统电池来说并不多。
因此在家中充电式(Plug-in)电动汽车上,这种电容并不能作为供电设备而单独使用,而需要与燃
料电池一起配合使用。
另一方面,超级电容又具备快速泻放所存电能的能力。
另外,这种电容的充电时间也很短,只需要几秒或几分钟时间便可以完成充电,而且多次充电后的性能也不会有降低。
目前,超级电容在消费电子产品中已经被应用在数码相机等场合中,为闪光灯这种需要瞬间大能量输入的设备提供能源供应。
超级电容未来面临的主要课题是如何增加这种电容的工作电压,使其可以在高电压环境下工作。
此外,超级电容是环保能源的一种良好补充,能使电池、燃料电池、太阳能或风能发电等供电方式更为完美。
同时这种电容所用的制作材料也相当环保,价格部分也较为容易令人接受。
超级电容技术仍需突破
麻省理工学院的计算机电子工程师JoelSchindall 表示,在未来几年内,超级电容的能量储存能力将出现质的飞
跃。
目前的超级电容产品放电速度是传统电池的10倍,而能量储存能力在体积相同的条件下则只有后者的5%。
他表示:“超级电容在某些经常进行充放电操作的场合用途甚大,比如在制动能回收式刹车系统中,这种电容就很好用。
当然目前这种产品还无法大规模取代电池。
”
过去五年内,Schindall 带领的研究小组一直在研究将超级电容中的储能元件--多孔活性炭材料,替换为另一种碳纳米管材料+导电基体的储能元件。
今年初他们还为此成立了FastCap 公司,以便把有关的研究结果商业化。
Schindall 表示超级电容产品的储能能力最终将达到电池的25%左右。
而目前麻省理工学院研制出来的纳米材料,储能能力已经达到活性炭材料两倍的水平。
而未来几个月内,他所领导的研究团队还将展示一种储能能力为活性炭5倍的产品。
2015年国内超级电容器有望达73亿元 或取代锂离子电池
2014年全球电动车产量或增长70%
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