什么是超级电容器
超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容器，是一种新型储能装置，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。超级电容器作为高效储能器件，广泛应用于国防军工、轨道交通、城市公交、起重机械势能回收、发电与智能电网、消费电子等重要领域和环节。超级电容器是一种利用电解质的极化来存储电能的高效供电设备，也是一种基本的应用非常广泛的电化学元器件这些特点使得电化学电容器在电动汽车、通讯、消费和娱乐电子、信号监控等领域的电源应用方面具有广阔的市场前景。超级电容器相对比传统电源具有能量密度高、充放电速度快速、使用寿命长、体积小、重量轻等优点，国内主要广泛应用于城市混合动力客车制动能量回收系统。
超级电容的现状和未来
超级电容器作为一种新型储能装置，具有显著的法拉级超大容量特点和优势，可以在某些领域取代传统蓄电池，在节能环保日益成为主题的今天，它的应用越来越引起世界各国的重视。近年来，受益于新能源设备、电网建设、交通运输、消费电子等下游行业的持续发展，我国超级电容器市场规模总体呈扩大趋势。数据显示，2015-2020年我国超级电容器从66.5亿元增长至154.9亿元，复合年均增长率为18.4%，中商产业研究院预测在2021年我国超级电容器的市场规模可达到176亿元。2015年全球超级电容器市场规模达到173亿美元，到2020年超级电容器市场将超923亿美元，年均复合增长率达到39%。据统计，2019年全球电容器市场规模达220亿美元，中国电容器市场规模为1102亿元，占全球额比重达71%，中国已经成为全球最大的电容器市场。且中国电容器行业规模增速持续高于全球规模增速。
超级电容的运用细分领域
超级电容器由于其具有高功率密度、充电速度快和可靠性高等优点，得到了广泛研究和应用。超级电容器主要应用在轨道交通、可再生能源、电力系统等领域。
1、轨道交通领域：超级电容器在轨道交通领域主要应用在有轨电车、地铁制动能量回收装置等。现代有轨电车采用超级电容器作为动力来源，不需要接触网，在车辆停站时迅速完成充电。地铁站间距离较短，制动频繁，制动能量可观，利用超级电容器制成制动能量回收装置，代替制动电阻，将制能量存储起来，当列车启动时在释放出来，对于地铁节能有很大意义。
2、可再生能源领域：由于风力发电和太阳能发电具有波动性、随机性，可能会造成蓄电池频繁充电，但是蓄电池充放电寿命较短，而超级电容器可以很好解决这个问题。超级电容器可以作为微电网能量缓冲环节，可以提供备用容量改善电力品质，改善系统的可靠性。
3、电力系统领域：超级电容器可以用于电力系统谐波污染治理，将提高电源质量，保证用电安全性、可靠性等。随着科学技术不断发展，超级电容器在各个领域应用会越来越广泛，超级电容器各项指标会不断提高以满足人类需求，超级电容器代替传统储能器件也必然成为一种趋势。
超级电容国内专家观点
随着特斯拉在超级电容方面的投入，得益于超级电容充放电速度快以及超长循环次数等特点，超级电容与锂电池的结合产品形成的优势互补，让超级电容在电动车市场应用的可能性被无限放大。超级电容器行业在国内还处于刚刚起步的阶段。在超级电容器关键电极材料电容炭方面，我国仍然长期依赖进口。“一般来说大家对锂离子电池比较熟悉，电动汽车、手机、笔记本、平板等大多使用的是锂离子电池，对超级电容器相对比较陌生，其实超级电容器的性能和锂离子电池是非常互补的。”中科院山西煤化所研究员、炭材料实验室副主任、课题组组长陈成猛说道。据悉锂离子电池是把电能转化为化学能，使用时，再由化学能转化为电能。因此锂离子电池的特点是高能量密度、长续航，而它的短板是充电速度较慢，循环寿命较短，经过一段时间的使用，性能衰减较快，且在低温下性能变差，导致充电速度变慢和容量下降。“和锂电池相比，超级电容器是一个短跑冠军。”陈成猛介绍，“超级电容器是将电能以电荷的形式通过双电层储存在器件里面，并不像锂离子电池一样涉及到能量的转化。这决定了超级电容器的可逆性比较好，而且响应非常快。超级电容器虽然能量不高，单位体积储存的容量低于锂离子电池，但是可以以非常快的速度，在一分钟以内实现快速充电。并且具备超长的循环寿命。”正因为超级电容与锂电池在技术方面的互补性，让锂电池汽车企业看到了二者配合使用的市场前景。2019年2月，特斯拉收购美国Maxwell，开始进行在电动汽车领域把锂离子电池和超级电容器组合起来的尝试。目前，Maxwell生产的超级电容器已经应用于汽车启停技术，目前已经在全球装载几百万辆汽车。据悉超级电容器具有高功率密度、低温性能好、快速充电、寿命长的特点，可以让超级电容器在混合动力车上和锂离子电池配合，同时可以和燃油车上的发动机进行混合，做成油电混合动力。在启动、加速和爬坡时，提供瞬时峰值功率，从而延长电池寿命；在汽车刹车时，回收能量，提高能量利用率；利用温度使用范围宽的优势，改善低温启动性能。在电动悬架和电动助力转向方面，也有很好的应用前景。
当下电容器的痛点在于：第一是密度问题需要技术突围，这个相信只要研发投入到位应该未来突围不成问题，但不影响他在很多方面已经替代了电池甚至做其他的储能设置装置了，其次就是成本一直被国外垄断目前国内已经突围并实现量产这个问题随着需求和产业资本介入应该未来成本容易突围。
超级电容炭是超级电容的关键材料
高纯度和超微细的超级电容器专用活性炭具有高比表面积和发达的中孔，孔隙结构分布合理，表观密度适中，是别类活性炭无可代替的.。电容炭是超级电容的关键核心材料，我国长期依赖进口来满足市场应用。超级电容活性炭是一种新型高吸附活性炭，主要用于超级电容器（也称双电层电容器、电化学电容器），具有超大的比表面积，电化学性能好，容量高等特点。 超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应）释放电流，从而为设备提供电源。 超级电容器极长的工作寿命和快速充放电特性，也在电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动玩具、铁路系统、电力系统等广泛的领域得到应用。超级电容炭各项技术指标都有非常严要求，包括超高纯度、大比表面积、多孔结构、高电导率和高压实密度等。以往基本上90%以上依赖进口。超级电容炭就是超级电容的关键材料，只有国产化才可以彻底解决“卡脖子”难题。
