新兴产业技术前瞻:超级电容掀起市场波澜

　　超级电容器（Supercapacitors）：又名电化学电容器，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，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。

　　超级电容具有很多优点，可部分取代传统电池：超级电容功率密度高（可达300W/KG~5000W/KG）、大电流放电能力超强、充放电时间短（以秒、分钟计）、循环寿命长（储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，因此超级电容器可以反复充放电数十万次）、工作温度范围宽、充放电线路简单、检测简便等优点。超级电容兼有电池和电容的特点，在不少领域可以取代传统的电池的作用。

　　超级电容能量密度小，全面替代锂电池为时尚早：虽然超级电容有很多优点，但是目前其最大的问题在于其能量密度低。以最先进的石墨烯超级电容为例，目前世界最先进水平大约可以达到90Wh/kg（实验室水平），而特斯拉汽车使用的18650锂电池，据估算其能量密度约为170Wh/Kg（量产水平）。这意味着，以超级电容作为动力源，要提供相同的总能量，超级电容所需的重量将是锂电池的两倍。因此，目前锂电池仍有其优势，超级电容全面替代锂电的时代尚未到来。

　　电池未来格局未定，超级电容是有力竞争者之一：电池一直是许多电力、电子产品的瓶颈，但进步却不是很大。从1859年铅酸电池发明开始，150多年的时间，历经铅酸、氢镍和锂电池三代主要品种，能量密度也仅提高至现在的170Wh/Kg左右。不过近20年有大量新的思路和材料被用于电池制造，各类电池的进步加快。锂电池能量密度近几年大约提升了100%，燃料电池、金属空气电池等新兴品种可以将电池能量密度成倍的提高。超级电容也从几年前5wh/kg提升至现在的90wh/kg，进步非常快并将继续快速提升。未来电池格局未定，超级电容进步很快，又有快速充放电、寿命长等独特优点，是其中的有力竞争者之一。