铜峰电子：超级电容器的应用和前景分析(转）

超级电容器又称双电层电容器、储能电容、法拉电容、超大容量电容器、金电容、黄金电容、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。它是近十几年随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件，其批量生产不过几年时间。

　　超级电容器自面市以来，全球需求量快速扩大，已成为化学电源领域内新的产业亮点。超级电容器在电动汽车、混合燃料汽车、特殊载重汽车、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。

美国《探索》杂志2007年1月号，将超级电容器列为2006年世界七大科技发现之一，认为超级电容器是能量储存领域的一项革命性发展，并将在某些领域取代传统蓄电池。

　　2007年，全球钮扣型超级电容器产业规模为10.2亿美元，卷绕型和大型超级电容器产业规模为34.8亿美元，超级电容器产业总规模为45亿美元，同比增长45%；预计2008年全球钮扣型超级电容器产业规模为15.3亿美元，卷绕型和大型超级电容器产业规模为为52.2亿美元，超级电容器产业总规模为67.5亿美元，同比增长50%。

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，如美国的Maxwell，日本的NEC、松下、Tokin和俄罗斯的Econd公司等，这些公司目前占据着全球大部分市场。



超级电容器用途广泛：

用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；

用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池；

用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车；

用在军事上可保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动（尤其是在寒冷的冬季）、作为激光武器的脉冲能源。此外还可用于其他机电设备的储能能源。

由于石油资源日趋短缺，并且燃烧石油的内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重（尤其是在大、中城市），人们都在研究替代内燃机的新型能源装置。已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。但是由于它们固有的使用寿命短、温度特性差、化学电池污染环境、系统复杂、造价高昂等致命弱点，一直没有很好的解决办法。而超级电容器以其优异的特性扬长避短，可以部分或全部替代传统的化学电池用于车辆的牵引电源和启动能源，并且具有比传统的化学电池更加广泛的用途。正因为如此，世界各国（特别是西方发达国家）都不遗余力地对超级电容器进行研究与开发。其中美国、日本和俄罗斯等国家不仅在研发生产上走在前面，而且还建立了专门的国家管理机构（如：美国的USABC、日本的SUN、俄罗斯的REVA等），制定国家发展计划，由国家投入巨资和人力，积极推进。就超级电容器技术水平而言，目前俄罗斯走在世界前面，其产品已经进行商业化生产和应用，并被第17届国际电动车年会（EVS—17）评为最先进产品，日本、德国、法国、英国、澳大利亚等国家也在急起直追，目前各国推广应用超级电容器的领域已相当广泛。在我国推广使用超级电容器，能够减少石油消耗，减轻对石油进口的依赖，有利于国家石油安全；有效地解决城市尾气污染和铅酸电池污染问题；有利于解决战车的低温启动问题。目前，国内主要有10余家企业在进行超级电容器的研发。

超级电容器的原理并非新技术，常见的超级电容器大多是双电层结构，同电解电容器相比，这种超级电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。

1、超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。

2、超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而现阶段热门的磷酸铁锂电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。

3、超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。

4、超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果磷酸铁锂电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。

5、超级电容器可以快速充电，而磷酸铁锂电池快速充电则会受到损害。

6、超级电容器可以反复循环50万～100万次，目前甚至出现100万次以上的！而磷酸铁锂电池寿命仅在1000到1500次反复循环！

超级电容器-应用领域

超级电容器的应用范围极为广泛，小到存储器的备用电源、电动玩具的电源，大到航天导弹发射的大功率启动系统、电动汽车的能量功率系统等一切与能量功率相关的仪器设备系统均有超级电容器的身影。

超级电容器在军用、民用领域均有广泛的应用前景。小电流放电的双电层电容器可用作微机等的备用电源或小型装置如玩具、打印机、报警器、信号灯等的一次电源；安培级大电流放电双电层电容器可单独或与蓄电池一起构成电源系统，既可作为起动电源也可作为小型负载的驱动电源，如用于坦克、飞机、火箭、导弹等作为起动电源；人造卫星、宇宙飞船空间站、潜艇水下推进，尤其是在电动车辆方面的应用越来越多；利用其良好充放电性能可作为快速充电简易电源；利用其输入小电流输出大电流可作为充放电周期循环的电源；因其容量大，还可用于微分和积分电路、简易计时电路、超低频信号处理电路等。随着电极材料的改进和电解质的合理选用，双电层电容器的功率密度和能量密度逐步向理论值靠近，其应用前景更为广阔。

超级电容器的研究目标之一是单独用双电层电容器或将其与蓄电池联用，作为电动汽车和混合动力汽车的动力电源。上千法拉级的双电层电容器用作电动汽车的短时驱动电源，可以在汽车启动和爬坡时快速提供大电流从而获得大功率以提供强大的动力；在正常行驶时由蓄电池快速充电；在刹车时快速存储发电机产生的瞬时大电流，回收能量。这可以减少电动汽车对蓄电池大电流放电的限制，极大的延长蓄电池的循环使用寿命，提高电动汽车的实用性。日本富士重工推出的电动汽车已经使用日立机电制作的锂离子蓄电池和松下电器制作的储能电容器的联用装置；日本本田公司更是将双电层电容器与汽油机相结合，研制出一种综合电动机助力器系统，使内燃机主要工作在最佳工况点附近，降低内燃机的排放，并可回收制动能量，通过装在小客车上极大的降低汽油机燃油消耗量成为低排放的节能汽车；日本丰田公司研制的混合电动汽车，其排放与传统汽油机车相比CO2下降50％，HC、CO和NOx排放降低90％，燃油节省一半。

电动助力车市场正在大力扩展，其电源与电动汽车相似，蓄电池由于其充放电电流要求苛刻，能量难以进行瞬时回收，同时其功率性能不佳也直接影响其应用，而超级电容器非常容易满足这些要求，采用超级电容器在其起动、加速与爬坡时对系统进行能源补充，并在刹车时完全回收能量，提高系统性能。在风力发电或太阳能发电系统中，由于风力与太阳能的不稳定性，会引起蓄电池反复频繁充电，结果缩短电池寿命，利用双电层电容器吸收或补充电能的波动，可以轻易解决这一问题。此外，在有瞬间强负载系统中，利用双电层电容器可以起到稳定系统电压，减少系统电源容量配制的作用。

超级电容器在有些场合可以替代电池工作，同时，可以避免由于瞬间负载变化而产生的误操作。在便携式仪器仪表中驱动微电机、继电器、电磁阀等，在一些带有机械动作功能的电话中，由于电话网的电流较小，不可能实现动作功能，因此要有一个电源对这一动作进行支持，电池也是一种选择，由于存在更换及维修的问题，超级电容器显示出优越性。

超级电容器还可用于对照相机闪光灯进行供电，可以使闪光灯达到连续使用的性能，从而提高照相机连续拍摄的能力；另外，德国Epcos公司还用该器件对相机快门进行控制。机动无线通讯设备往往采用脉冲的方式保持联络，由于双电层电容器的瞬时充放电能力强，可以提供的功率大，在这一领域的应用也非常广阔。

大容量超级电容器的另一个重要应用在电力系统上，运用超级电容器进行重要系统的瞬态稳压稳流，特别是在大功率系统上，几乎是不可替代的器件。在这方面，据华北电力大学电能质量所的调查，在众多大型石化、电子、纺织等企业，各企业每年因电力波动的损失可能高达上千万；另外，芯片企业在选址时考虑电力的波动也是一个非常重要的环节，而超级电容器系统则可以完全解决这个问题。

另外，随着电子与能源工业的发展，超级电容器在短时UPS系统、太阳能电源系统、汽车防盗系统等免维护系统上具有不可替代的作用，在一些电磁操作机构电源、汽车音响系统等领域均具有非常广泛的应用。

1、税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程控交换机、无绳电话等的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源。

2、智能表（智能电表、智能水表、智能煤气表、智能热量表）作电磁阀的启动电源

3、太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。

4、手摇发电手电筒等小型充电产品中代替充电电池。

5、电动玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率电器的驱动电源。　

超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。

超级电容器-前景分析

从结构上看，超级电容器主要由电极、电解质、隔膜、端板、引线和封装材料组成，其中电极、电解质和隔膜的组成和质量对超级电容器的性能起着决定性的影响，采用何种电极板和电解质材料将基本决定最终产品的类型与特性。

2007年1月16日，美国得克萨斯州一家研制电动汽车储能装置，名为EEStor的公司打破沉默，对外宣告了他们“里程碑”式的成果：他们的自动生产线已经由独立的第三方分析验收，其产品的关键物质钡钛酸盐粉末已经完成了最初的纯化，纯度达到了99.9994%。

这一技术一旦进入成熟的工业生产，他们所研制的新型超级电容器动力系统将替代包括从电动汽车到笔记本电脑的一切电化学电池。按照2006年4月发表的专利，EEStor这种能量存储装置是用陶瓷粉末涂在铝氧化物和玻璃的表面。从技术上说，它并不是电池，而是一种超级电容器，它在5分钟内充的电能可以让一个电动车走500英里，电费只有9美元。而烧汽油的内燃机车走相同里程则要花费60美元。

与传统的电化学电池相比，超级电容器有很多好处。它可以无限制地接受无数次放电和充电，，超级电容器没有“记忆”。但是，一般的超级电容器也有其弱点，就是能量存储率有限，市场上的高端超级电容器每0.4536千克的存储能量只有锂电池的1/25。

而EEStor开发的超级电容器，由于钡钛酸盐有足够的纯度，存储能量的能力提高。EEStor公司负责人声称，该超级电容器每公斤所存储的能量可达0.28千瓦时，相比之下，每公斤锂电池是0.12千瓦时，铅酸电池只有0.032千瓦时，这就让超级电容器有了可用在从电动车、起搏器到现代化武器等多种领域的可能。

好的铅酸电池能充电500～700次，而根据EEStor的声明，新的超级电容器可反复充电100万次以上，也不会出现材料降解问题。而且，由于它不是化学电池，而是一种固体状态的能量储存系统，不会出现锂电池那种过热甚至爆炸的危险，没有安全隐患。

这一发明的意义相当重大，该突破不仅从根本上改变了电动车在交通运输中的位置，也将改进诸如风能、太阳能等间歇性能源的利用性能，增进了电网的效率和稳定性，满足人们能源安全的需求，减少对石油的依赖。显然，该突破也对下一代锂电池的研制者造成威胁。EEStor公司负责人暗示，他们的技术不仅适用于小型旅客电动车，还可能取代220500瓦的大型汽车。

储能电容（超级电容器）

说起新能源，人们通常想到的是太阳能、风能、生物能、氢能、金属能（锂电池）等等，而时下最热门的当属金属能——锂电池。这不仅仅是因为锂电池的技术取得了突破，更主要是因为世界著名投资家巴菲特巨资参股采用锂电池作为能源的电动汽车生产商比亚迪公司。

不过，从技术角度和长远降低成本大规模应用看，储能电容(超级电容器)才是21世纪最理想的储能再生动力电源！

几种主要储能再生技术方式比较：

类别
镍氢电池
磷酸铁锂电池
储能电容(超级电容器)

性能
比功率很小

充放电700次左右

循环寿命很短

充电时间很长

记忆效应严重

属于化学电池，会出现过热甚至爆炸的危险
比功率较小

充放电1500次左右

循环寿命较短

充电时间很长

记忆效应很低

属于化学电池，会出现过热甚至爆炸的危险
比功率是电池的10倍以上

充放电100万次以上

循环寿命特长

充电时间极快，仅数分钟

无任何记忆效应

今后朝固态能量储存系统发展，不会出现过热甚至爆炸的危险，非常安全！

点评
3年内面临被淘汰的储能再生技术

现阶段热门的储能再生技术

资源消耗昂贵

成本不可大幅度降低

21世纪最理想的储能再生技术

资源消耗最少

成本可大幅度降低

典型公司代表
600478

科力元
01211HK

比亚迪
600237

铜峰电子

铜峰电子作为我国储能电容的龙头，在电容器用薄膜和储能电容等特种新型电容器领域处于全国领先地位，公司募集资金投资的电力机车电容器等项目前景广阔，储能电容最终可取代蓄电池，这种新型绿色能源具有革命性的意义!

铜峰电子已经开发成功混合动力汽车系列电容器，在该领域已经取得先机，正形成规模化生产，公司的电力机车电容器产品已迅速打开国内外市场，通过了欧洲ALSTOM的工厂现场审查，获B级供货商资格，取得了进入欧洲市场的通行证，公司机车电力电容器市场有可能出现爆炸性的增长。电子、电力等与电有关的产品几乎全部都要用到电容器，电容器的市场很大！

铜峰电子（600237）：

公司为我国唯一的"电工薄膜---金属化膜---薄膜电容器"一条龙生产格局企业！

主营电子材料、新型电子元器件和电力节能装备，各类主导产品产能和市场占有率均居国内同行首位或前列，公司综合实力居全国同行业首位！

目前已形成两大产品链：

一是电容器用薄膜——金属化薄膜——薄膜电容器产品发展链；

二是石英晶体材料及延伸产品发展链。

其中：

电容器聚丙烯光膜年生产能力为12000吨，国内市场占有率位居全国第一，产量世界第一

金属化膜年生产能力为4500吨，居全国第一

交流电容器年产10亿微法，居国内同行之首

各类直流电容器年产9亿只

光学水晶60吨，石英晶体频率片年产3.3亿片，石英谐振器年产1.2亿只

国家重点高新技术企业

中国电子元器件百强企业

中国电子材料和元器件重点骨干企业

原电子工业部确定的中国"电工三膜"生产、研究和开发基地

中国驰名品牌

安徽省著名商标

主要产品相继通过了"长城"认证、美国"UL"认证、欧洲"VDE"认证、"CB"认证等多项认证

铜峰电子（600237）最近更是被作为安徽省2008年第四批高新技术企业已通过认定，并于近日收到由安徽省科学技术厅、安徽省财政厅、安徽省国家税务局、安徽省地方税务局四部门联合颁发的《高新技术企业证书》。根据国家最新的可再生能源的政策法规规定，涉及新能源产业的企业可以申请高新技术企业，并在税收、贷款、资金扶持等方面获得优惠。

由于公司在储能电容等特种新型电容器领域处于全国领先地位，市场前景广阔，铜峰电子(600237)将可能成为新型绿色能源革命的新秀，值得投资者密切关注该公司在超级电容储能再生技术方面的发展！