一文看懂超级电容器的发展历程

　　超级电容器发展简史

　　双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的，1879年Helmholz发现了电化学界面的双电层电容性质；1957年，Becker申请了第一个由高比表面积活性炭作电极材料的电化学电容器方面的专利（提出可以将小型电化学电容器用做储能器件）；1962年标准石油公司（SOHIO）生产了一种6V的以活性碳（AC）作为电极材料，以硫酸水溶液作为电解质的超级电容器，1969年该公司首先实现了碳材料电化学电容器的商业化；1979年NEC公司开始生产超级电容器（Super Capacitor），开始了电化学电容器的大规模商业应用；随着材料与工艺关键技术的不断突破，产品质量和性能不断得到稳定和提升，到了九十年代末开始进入大容量高功率型超级电容器的全面产业化发展时期。这一产品不断地得到市场的认知，市场的拓展也在成几何倍数增长。

　　超级电容器的应用

　　超级电容器的脉冲功率性能、较长的应用产品寿命、能够在极端的温度环境中可靠操作的特点，完全适合于那些需要在几分之一秒至几分钟时间的重复电能脉冲的应用产品，使其成为运输、可再生能源、工业与消费电子以及其它应用产品的首选蓄能与电力传输解决方案，例如在电动汽车（EV/HEV）、军工、轻轨、航空、电动自行车、后备电源、发电（风能发电、太阳能发电）、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。

　　近年来，由于能源问题和环境保护的要求，世界上对电动汽车和混合动力汽车的需求越来越紧迫，电动汽车的关键部分是蓄电池，但蓄电池的峰值功率特性无法满足汽车在启动、加速和爬坡等特殊情况下对功率的需求。超级电容器在电动汽车中与蓄电池并联作辅助电源上的应用，可以弥补蓄电池在功率特性方面的不足。当汽车处于正常行驶状态时，超级电容器处于充电状态，在加速或载重爬坡特殊情况下由超级电容器实现高功率放电，突然制动时，则通过超级电容器的高功率充电吸收制动过程中产生的能量。超级电容器的使用可以满足电动汽车的启动、制动和爬坡时对高功率放电的需求，起到平衡蓄电池负载的作用，可以延长蓄电池的使用寿命。

　　国内外超级电容器研究进展

　　目前，美国的Powerstor、Maxwell和Los Alamos National Lab、Pinnacle Research Institute；日本的Simens Matsushita（EPCOS）、NEC、Panasonic等公司；俄罗斯的Econd、Elit公司；法国SAFT、澳大利亚Cap-xx、韩国NESE公司等都投入大量人力、物力和财力对超级电容器进行研究开发，一些公司的产品已实现商品化。美国、日本、俄罗斯在超级电容器产业化方面处于领先地位，几乎占据了整个超级电容器市场。各个国家的超级电容量器产品在功率、容量、价格等方面都自己的特点和优势。

　　与国外相比，我国超级电容器的研究起步晚，始于上世纪90年代末，目前国内研制超级电容器企业有天津力神公司、上海奥威科技开发有限公司、北京集星联合电子科技有限公司、哈尔滨巨容新能源有限公司、锦州富辰超级电容器有限责任公司等。国内研发和生产的超级电容器主要用于民用，如各种电动交通工具的辅助电源、UPS系统、电磁开关、安全气囊、电站峰谷电力平衡、电动起重机的吊件位能回收等高功率用电场合。