摘要：超級(jí)電容作為一種新型儲(chǔ)能裝置，其優(yōu)越的性能和廣闊的市場(chǎng)前景已經(jīng)引起了世界上眾多國(guó)家的追捧，現(xiàn)階段發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。本文將對(duì)國(guó)內(nèi)外界超級(jí)電容的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)未來研究方向進(jìn)行整理，為超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

　　超級(jí)電容(Super Capacitor)又名雙層電容裝置(Elevator Double-Layer Capacitor)或電化學(xué)電容器(Electrochemical Capacitor)，起源于上個(gè)世紀(jì)七八十年代，是一種通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)存電能的全新電容器。

　　電極材料和電解液是超級(jí)電容領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象

　　從超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)上來看，其主要由電解質(zhì)、電極、端板、引線、隔膜和封裝材料組成(見表1)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，超級(jí)電容性能及相應(yīng)制作材料仍然面臨著成本高、技術(shù)難度大的難題，目前業(yè)界對(duì)于其性能、原材料、工藝方法及其在電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用研究也都處于持續(xù)上升狀態(tài)，呈現(xiàn)多元化研究趨勢(shì)。

　　其中儲(chǔ)電性能和原材料研究一直處于核心地位，是超級(jí)電容技術(shù)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，其所包含的電極材料、電解液作為影響超級(jí)電容性能和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素，在研究中一直被列為重點(diǎn)研究對(duì)象。未來技術(shù)攻關(guān)的關(guān)鍵將落腳于如何獲取低成本、高性能的炭材料和如何實(shí)現(xiàn)高中孔率、高電導(dǎo)率、高比表面積、高堆積比重、高純度、高性價(jià)比。

　　表1 超級(jí)電容的組成部件

　　(資料來源:中國(guó)知網(wǎng))

　　日美韓在超級(jí)電容領(lǐng)域具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力

　　國(guó)際上對(duì)超級(jí)電容的研究已有30多年的歷史，起步較早，技術(shù)也發(fā)展到了較為成熟的水平。超級(jí)電容被一些國(guó)家列為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)開發(fā)和研究項(xiàng)目，此外，還針對(duì)其提出了中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。

　　日、美、韓作為超級(jí)電容領(lǐng)域的主要競(jìng)爭(zhēng)國(guó)家，占據(jù)了絕大部分專利，憑借自身的科技優(yōu)勢(shì)和技術(shù)積累，在超級(jí)電容領(lǐng)域已經(jīng)走在了世界前列，他們?cè)谡莆毡緡?guó)市場(chǎng)的同時(shí)，也積極參與世界市場(chǎng)的爭(zhēng)奪，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。松下、豐田、TDK等日本企業(yè)具有絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，它們以技術(shù)集群的形式設(shè)置多層專利壁壘，實(shí)現(xiàn)了海內(nèi)外多領(lǐng)域的技術(shù)壟斷;美國(guó)在專利數(shù)量上不占優(yōu)勢(shì)，但其以基礎(chǔ)、核心、關(guān)鍵、高質(zhì)量見長(zhǎng)，且在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、國(guó)內(nèi)外均有布局，也具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力;韓國(guó)除積極參與超級(jí)電容基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)外，更注重超級(jí)電容的應(yīng)用研究，尤其是在電氣應(yīng)用領(lǐng)域占有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　現(xiàn)階段，國(guó)際上開發(fā)的能量型超級(jí)電容的比能量已經(jīng)接近鉛酸電池的水平，達(dá)到了30W·h/kg，比功率和單體電容量可以達(dá)到3000W/kg和100000F以上。表2為各國(guó)超級(jí)電容的技術(shù)水平。

　　表2 各國(guó)超級(jí)電容的技術(shù)水平

　　(資料來源：新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù))

　　我國(guó)超級(jí)電容研究取得一定進(jìn)展但缺乏有效競(jìng)爭(zhēng)

　　超級(jí)電容的研究在國(guó)內(nèi)起步較晚，但通過自主開發(fā)和技術(shù)引進(jìn)，超級(jí)電容的發(fā)展速度很快。到2005年后，我國(guó)超級(jí)電容領(lǐng)域的研發(fā)活動(dòng)逐漸活躍，專利申請(qǐng)逐漸增多，對(duì)超級(jí)電容的技術(shù)開發(fā)及保護(hù)的重視程度不斷加強(qiáng)。

　　于此同時(shí)，江蘇、江西、天津、陜西和河南為支持本省市企業(yè)積極進(jìn)軍超級(jí)電容市場(chǎng)，也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策。到目前為止，我國(guó)超級(jí)電容的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際平均水平(以上海奧威科技為例，見表3)，商品化超級(jí)電容的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)超級(jí)電容實(shí)用化研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

　　但需要注意的是，我國(guó)在超級(jí)電容領(lǐng)域的海外專利較少，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)不強(qiáng)，仍與日美韓等國(guó)家存在較大差距。大多數(shù)國(guó)內(nèi)公司進(jìn)入該領(lǐng)域較晚且過于分散，不同于發(fā)達(dá)國(guó)家將大量核心專利掌握在少數(shù)公司手里以此形成強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　表3 上海奧威科技的功率型和能量型超級(jí)電容的技術(shù)參數(shù)

　　(資料來源：新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù))

　　結(jié)語

　　電極材料、電解液作為影響超級(jí)電容性能和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素，在研究中一直被列為重點(diǎn)研究對(duì)象。而經(jīng)過幾十年的發(fā)展，日美韓已經(jīng)走在了超級(jí)電容領(lǐng)域的前列;而超級(jí)電容的研究在國(guó)內(nèi)起步較晚，技術(shù)發(fā)展水平不高，海外專利較少，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)不強(qiáng)，仍與日美韓等國(guó)家存在較大差距。