水泥和炭黑可制成新型超级电容器 2023超级电容器行业市场发展态势

• 吴澳燕 2023年8月2日 来源：科技日报 1298 85
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在超级电容器产业化方面，美、日、韩等国外企业一直走在前列，产品覆盖纽扣式、圆柱型、软包超级电容器，可应用于交通、工业、电网、消费电子、传感器等领域。

美国麻省理工学院的一项新研究表明，人类拥有的最普遍且历史悠久的两种材料——水泥和炭黑，可能是构成一种新的、低成本储能系统的基础。以特定的方式将它们结合在一起，会得到一种导电纳米复合材料。

电容器可储存的电量取决于其导电板的总表面积。该团队开发的新型超级电容器的关键是一种生产水泥基材料，这种材料具有极高的内表面积，其体积内有致密、相互连接的导电材料网络。研究人员将高导电性的炭黑与水泥粉和水一起制成混凝土，并让其固化。

研究团队计算出，一块45立方米大小的纳米炭黑掺杂混凝土块将有足够的容量储存约10千瓦时的能量，这通常是一个家庭的日平均用电量。由于混凝土可保持其强度，因此以这种材料为基础的房屋可储存太阳能电池板或风车一天产生的能量，并可在需要的时候使用。而且，超级电容器的充放电速度比电池快得多。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年国内超级电容器行业发展趋势及发展策略研究报告》显示：

超级电容器是一种具有快速、大容量储能(电能)能力的电容器。其性能与结构介于普通电容器与电池之间，根据工作原理超级电容可以分为双电层电容器与法拉第准电容器(赝电容)以及新型的锂离子超容。

在超级电容器产业化方面，美、日、韩等国外企业一直走在前列，产品覆盖纽扣式、圆柱型、软包超级电容器，可应用于交通、工业、电网、消费电子、传感器等领域。

近些年，我国超级电容器市场保持增长势态，尤其在风力发电、轨道交通、城市电动公交、智能仪表、消费电子等领域出现快速增长。

2023超级电容器行业市场发展态势

自工业革命以来，能源危机已经逐渐显现，由能源而引发的种种问题也在当今社会展露无疑。因此针对新能源的开发与应用愈发迫切，由能源危机引发的种种问题亟待解决。开发新型可再生能源成为当今社会的热点，然而利用可再生能源的前提是首先需将其转化为电能后才能加以利用，因此在新能源发展的整个过程还存在着一个亟待解决的关键技术性问题，即能量的存储。

目前，市场主流的储能器件有锂离子电池、超级电容器、燃料电池等，而他们又具有各自的应用特色。锂离子电池虽然能量密度高，但是快速充放问题一直很难突破并且伴随着一系列安全隐患，如自燃等隐患;与锂离子电池相比，超级电容器具有功率密度高、循环寿命长(50~100万次)、使用温度范围宽、安全可靠、环境友好等特点，因此市场发展势头十分强劲。

超级电容器按照储能机理可分为双电层超级电容器和赝电容超级电容器。超级电容器不仅能在新能源汽车、轨道交通、航空航天、电力电气、消费电子等众多领域;还在光伏、风电、机械能回收、智慧城市、国防建设等领域有着广泛的应用等。

超级电容器电极材料主要分为活性炭材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。从材料成本讲，电容活性炭材料是最经济的电极材料，但是国内的电容炭研发起步较晚，量产和应用滞后，因此我国超级电容器的电容炭90%依赖于进口，其中日本可乐丽活性炭电极材料占据我国的市场份额近70%，进口电容炭价格高达50万/吨，高端电容炭超100万/吨，这严重制约了我国超级电容器的发展。

随着电池型电容的发展，超级电容器越来越具有高的能量密度、高的功率密度与超长的使用寿命。有望解决传统的二次电池与传统的超级电容不能兼顾三方面特性的弊端。未来，随着车辆的电动化、网联化和智能化，超级电容器独特的性能特点使其在新能源车领域具有巨大的应用前景，主要体现在快充车辆、辅助驱动、安全冗余和舒适性提升四个方面。

超级电容器行业市场规模预测

新能源产业的发展，包括清洁电源储能与区域供应，纯电动交通，过程节能减排等关键环节，目前以二次电池(锂离子电池为主)，超级电容器，氢燃料电池三大核心产品为主要脉络，而衍生扩散出巨大的应用网络。近期又与物联网，车联网形成了新的融通互动，显示出勃勃生机与巨大的机遇。

超级电容器电极技术是超级电容器的核心技术，随着关键的电极浆料和涂布工艺的突破，并实现规模化生产，我国企业已经掌握了核心电极技术。此外，国内相关企业从高分子科学角度出发，通过对氟塑料的结构和性能关系的工程化实践，开始了自主研发干法电极技术，取得了关键技术的突破和规模化量产。

目前中车新能源、天津普兰纳米、烯晶碳能、上海凌容、济南圣泉等都具有干法电极技术和相关超级电容器产品。

据超级电容产业联盟不完全统计，到2025年保守估计市场规模将达到76.3亿元，年平均增长率超过20%。随着“双碳”目标的逐步落实，以及电力体制改革进一步深化、储能产业发展、可再生能源装机量快速增长，超级电容器市场预计将在未来3-5年持续快速增长。

更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2023-2028年国内超级电容器行业发展趋势及发展策略研究报告》。

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