據(jù)報道，總部位于法國普羅旺斯的下一代儲能系統(tǒng)制造商NAWATechnologies完成最新一輪1300萬歐元的融資，新融資將推進(jìn)其大規(guī)模生產(chǎn)下一代超級電容電池。

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NAWATechnologies公司開發(fā)出一種能源解決方法，它可以多儲存100倍的電能，比傳統(tǒng)電池節(jié)省150倍的成本，并將電池廢料對環(huán)境的影響降低了5倍。

NawaTechnologies官方表示，該電池系統(tǒng)能夠在短短數(shù)秒中完成充電，同時由于沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其使用壽命非常長，充電周期可以高達(dá)100萬次。

充電時間長、續(xù)航里程短是制約電動汽車進(jìn)一步發(fā)展的兩大難題。下一代超級電容電池的出現(xiàn)，將完美解決這個問題。NAWATechnologies表示，其超級電容電池將取代鋰離子電池系統(tǒng)，應(yīng)用市場包括混合動力汽車、純電動汽車（BEVs）和燃料動力電池汽車（FCEVs）等，極大地提高能源效率。業(yè)內(nèi)人士稱，NAWA公司的“超高速碳”電池和應(yīng)用納米技術(shù)正在顛覆能源行業(yè)，目前其性能無人能及。

另外，日前特斯拉與寧德時代就無鈷電池進(jìn)行合作談判，特斯拉收購Maxwell，自主研發(fā)電池采用干電級+超級電容路線，平抑電動汽車相較油車的頓挫感。預(yù)計特斯拉即將在四月二十日電池日上宣布“無鈷”電池，大概率為Maxwell生產(chǎn)的采用新型高鎳正極+預(yù)鋰化負(fù)極+干電池技術(shù)+超級電容的新型鋰離子電池以及采用CTP技術(shù)的超級磷酸鐵鋰離子電池兩款產(chǎn)品。超級電容器+電池系統(tǒng)有望提升快沖性能，預(yù)計未來有望逐步滲透成為趨勢。

超級電容，又名電化學(xué)電容，雙電層電容器、黃金電容、法拉電容，是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲能的一種電化學(xué)元件。它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，重要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能。

由于超級電容具有瞬時高功率、快速充放電、循環(huán)壽命長等特點超級電容被廣泛應(yīng)用于輔助峰值功率、備用電源、存儲再生能量、替代電源等場景，在新能源汽車、軌道交通、工業(yè)控制、風(fēng)力光伏發(fā)電和特種領(lǐng)域前景廣闊。從市場規(guī)模角度，交通運輸、工業(yè)、新能源領(lǐng)域分別占比38%、30%、21%，交通仍然是最大的應(yīng)用領(lǐng)域。

根據(jù)我國科學(xué)院電工研究所數(shù)據(jù)，18年全球超級電容市場規(guī)模300億美元，預(yù)計2025年可以達(dá)到一千億美元的市場規(guī)模。國內(nèi)有望在2025年達(dá)到400億的規(guī)模，有軌電車、城市公交、AGV、風(fēng)能、光伏發(fā)電領(lǐng)域都有比較快的上升。

從構(gòu)成看，超級電容器重要由電極、電解液、隔膜、引線等輔助材料組成，其中電極、電解液和隔膜材料（特別是電極材料）對超級電容器的性能起著決定性的影響，也基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。電極、電解液和隔膜的先后順序是對三者技術(shù)難度的排序，目前電極技術(shù)壁壘最高，電解液次之，隔膜相對容易（競爭較為激烈）。

超級電容器是介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的新型儲能器件，與傳統(tǒng)電容器和電池相比均具有明顯優(yōu)勢：1）其容量在0.1~6000F之間，比同體積的傳統(tǒng)電容器容量大2000~6000倍；2）具有更高的功率密度，可達(dá)300~5000W/kg，是傳統(tǒng)電池的5~10倍；3）超級電容器的充電效率比較高，且充電時不會對電極材料結(jié)構(gòu)造成影響，疊加長時間的放置不會降低電容器電壓，因此循環(huán)壽命較長，可達(dá)105次以上；4）超級電容器免維護(hù)、環(huán)境友好、更換成本較低。這些特點使得其在新能源汽車，能源管理系統(tǒng)和電子器件能源系統(tǒng)中具有廣闊的市場空間。

“十三五”期間，推動我國超級電容器行業(yè)的發(fā)展的重要動力仍然在于政策，新能源汽車、風(fēng)電、交通軌道、電力、特種等超級電容應(yīng)用領(lǐng)域都是國家“十三五”期間政策重點扶持對象。根據(jù)智研咨詢預(yù)測，2019~2020年超級電容器市場年均復(fù)合增速將維持在30%左右，到2020年規(guī)模有望達(dá)到150億元。

超級電容在消費電子市場正在部分替代傳統(tǒng)鋰離子電池。便攜設(shè)備、小功率電器、智能手表等多采用較小尺寸的超級電容器，應(yīng)用較為成熟。三星在2018年公布了GalaxyNote9，在這款產(chǎn)品中，三星用超級電容替代了傳統(tǒng)的鋰離子電池，并引入無線充電技術(shù)，在SPen插回手機(jī)時能夠自動充電。在實際中，三星Note9的SPen可以在40s內(nèi)充滿電，使用時間達(dá)到40分鐘，同時頻繁的充放電對超級電容壽命影響很小。

在電力領(lǐng)域，超級電容器重要用在風(fēng)能、太陽能發(fā)電等。一方面，超級電容可以作為風(fēng)電變槳系統(tǒng)的后備電源，在電力供應(yīng)停止的時候把槳葉的方向轉(zhuǎn)到安全位置，以保證電動變槳系統(tǒng)可靠安全地運行。新型的電網(wǎng)需求正在上升。

雖然傳統(tǒng)電網(wǎng)架構(gòu)承擔(dān)了電網(wǎng)的大部分職能，但是電網(wǎng)形式的演變正在促使 電力 部門采用電池和超級電容器的組合系統(tǒng)作為輔助技術(shù)，滿足各種類型的電網(wǎng)需求。在杜克能源為美國北卡萊羅納州Gaston的配電變電站裝配的新一代電網(wǎng)儲能系統(tǒng)中，便采用了Maxwell超級電容器與電池的組合儲能系統(tǒng)。

隨著5G技術(shù)日趨成熟和商用臨近，我國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)預(yù)計將迎來高速上升，超級電容可以用在智能四表中給時鐘芯片和斷電保護(hù)供應(yīng)電源。作為基于授權(quán)頻段的低功耗廣域網(wǎng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，NB-loT適合室內(nèi)四表、地下管網(wǎng)等應(yīng)用，而這正是智慧城市的重要場景。

超電行業(yè)處于起步階段，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。國外超級電容廠商技術(shù)領(lǐng)先，國內(nèi)起步較晚。由于成本高，技術(shù)難度大及工藝要求高等原因，超級電容行業(yè)目前尚未到達(dá)產(chǎn)業(yè)成熟期，廠商數(shù)量相對較少，全球市場規(guī)模僅在百億美元量級，我國市場規(guī)模僅在十億美元量級。

超級電容市場參與者以國外公司為主，美日歐廠商產(chǎn)業(yè)化較早，技術(shù)全面領(lǐng)先，占據(jù)大部分超級電容市場，建立了一定的技術(shù)壁壘。

超級電容市場國外廠商重要參與者有：Maxwell（美國）-全球最大的超級電容器廠商，被特斯拉收購；ELNA（日本）-日本重要的超級電容制造商；VinaTechnology（韓國）-在1-1000F圓柱形電容器領(lǐng)域擁有全球最大的生產(chǎn)量力；ECOND（俄羅斯）-在超級電容器領(lǐng)域有超過20年的研究歷史，產(chǎn)品以大功率超級電容為主。

超級電容器通過使電解液極化來靜電儲存能量。雖然是電化學(xué)裝置，但其儲能機(jī)理中不涉及化學(xué)反應(yīng)。這一機(jī)制是高度可逆的，允許超級電容器被充放電數(shù)十萬甚至數(shù)百萬次。Maxwell的超級電容產(chǎn)品正負(fù)極均為活性碳電極，在工作時，活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量。

2019年五月，特斯拉以55％的溢價耗資2.18億美元收購了超級電容和電池制造公司Maxwell，該公司重要從事生產(chǎn)和銷售超級電容器、高壓電容器，并專注于研發(fā)干電池電極，擁有多項電池制造方面的技術(shù)和專利；同年十月，特斯拉收購了加拿大電池制造公司Hibar Systems，并在弗里蒙特廠建立了第一條試點電池產(chǎn)線。

同年十二月，特斯拉申請了一項電池技術(shù)的專利。專利顯示，通過使用新型化學(xué)材料，可以獲得容量更大、壽命更長而且成本更低的電池，其性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前廣泛應(yīng)用于電動汽車與其他能源儲存應(yīng)用領(lǐng)域的鋰離子電池。

馬斯克認(rèn)為Maxwell擁有大量技術(shù)，收購Maxwell是一個“大交易”,并且可能對其業(yè)務(wù)出現(xiàn)“巨大影響”。尤其是馬斯克認(rèn)為Maxwell的干電極技術(shù)將可能對電芯技術(shù)的發(fā)展帶來巨大影響。

鋰離子電池+超級電容提升性能現(xiàn)有新能源動力鋰電池具有局限性，在車輛經(jīng)歷反復(fù)性啟動和停止過程后，會影響動力鋰電池的循環(huán)效率。而用超級電容與電池并聯(lián)的方式，可以提高循環(huán)效率，有利于提高新能源汽車在低溫啟動的能力，從超級電容對動力鋰電池進(jìn)行涓流充電可以提高動力鋰電池的壽命，為超級電容在新能源汽車動力上的應(yīng)用供應(yīng)了更多的可能性，超級電容可作為啟停、能量回收、加速和充電的倍率電源，又由于能力密度過低，不適合作為主動力電源。

關(guān)于超級電容目前還不具備成為獨立汽車動力源的條件，關(guān)于超級電容的使用，有可能會和鋰離子電池搭配，形成“混合動力”。超級電容將作為啟停瞬時功率較大、溫度條件較差時的主供電源，而在正常運行工況下，由鋰離子電池供應(yīng)能量。

電池與超級電容器組成“混合動力”系統(tǒng)，將打造極優(yōu)質(zhì)動力源。超級電容有望用于Semitruck、Cybertruck以及特斯拉儲能業(yè)務(wù)部分。特斯拉純電動皮卡Cybertruck、即將投產(chǎn)的純電動半掛SemiTruck等車型，對瞬時充放電的功率提出了更高的要求。此外，特斯拉的PowerPack儲能裝置等產(chǎn)品，也對瞬時大功率充放電有著很高的要求，超級電容器功率大，有望使用在特斯拉的這幾類產(chǎn)品中。

國內(nèi)超級電容產(chǎn)業(yè)起步較晚，80年代才開始超級電容的研究工作，而海外領(lǐng)先公司80年代已開始大規(guī)模商業(yè)化。國內(nèi)新宙邦電容器化學(xué)品業(yè)務(wù)處于全球龍頭地位，市占率超過50%。其中超級電容器電解液和溶質(zhì)國內(nèi)領(lǐng)先，Maxwell是公司電容器業(yè)務(wù)重要客戶，隨著超級電容在新能源汽車的滲透率提升，將顯著受益。

國內(nèi)廠商技術(shù)成熟度相對較低，目前國內(nèi)超級電容廠商重要有錦州凱美能源、北京集星聯(lián)合電子、深圳今朝時代、上海奧威、江海股份等。錦州凱美能源是國內(nèi)最大的超級電容器制造商；北京合眾匯能2007年由清華大學(xué)納米碳材料核心團(tuán)隊創(chuàng)立，國內(nèi)超級電容電極材料領(lǐng)先公司，唯一一家在國家電網(wǎng)持續(xù)運行時間超過10年的超級電容廠商；上海奧威科技是國內(nèi)公交車用超級電容龍頭；江海股份是鋁電解電容龍頭，近年發(fā)展了超級電容業(yè)務(wù)，鋰電子超級電容技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

隨著補(bǔ)貼“退坡”的影響減弱，國產(chǎn)技術(shù)不斷得到突破，超級電容或?qū)⒃谔厮估膸又略俅纬松巷L(fēng)口，未來市場規(guī)模有望獲得迅猛發(fā)展。

原標(biāo)題:超級電容成大有可為，變革行業(yè)前景可期