轻轻触碰就能为手机充足电，等待一个红绿灯的时间就能让电动车能量满满，这些带有未来科技便捷感的场景其实离我们并不遥远，奥秘就是它们所搭载的“超级电容器”。有人预言，它将引领下一代电池革命。

2022年，全球超级电容器市场规模将突破615亿美元，而在山西，超级电容器产业也正酝酿着巨大的发展机遇，循环寿命达100万次以上的最新一代石墨烯超级电容器已经中试成功。那么，超级电容器是什么，拥有怎样的优势，会给人们生活带来何种改变？

一、超级电容器

超级电容器是一种能够快速储存和释放电能的储能装置，具有功率密度大、充放电时间 短、使用寿命长、温度特性好、节能环保等特点。当前超级电容器通常指双电层电容器，由正极、负极、电极之间的隔膜以及电解液构成。

二、超级电容器行业现状

随着下游应用场景的不断扩展，对超级电容器的需求也在不断增长，根据数据显示，2013-2020年我国超级电容器行业市场规模逐年增长，到2020年中国超级电容器市场规模增长至155亿元，同比上升13.97%。
未来随着新能源汽车、轨道交通、电力系统等领域的需求推动，我国超级电容器行业将继续保持高速增长。目前超级电容器在新能源客车、轨道交通、智能仪表、电网设备、UPS、港口重型机械、国防军工等领域存在广泛应用。

三、超级电容器的优势

1、能量加倍 安全性高
超级电容器可更快速充放电且拥有更长寿命
在上海，一辆电动公交车停站间隙只要一分钟便能充满电，续航里程可达10到15公里。在广州，一辆有轨电车在乘客上下车间隙，就已自动完成充电，用时不到30秒，还能回收制动能量，确保车辆全程不间断运行。让这些场景变成现实的奥秘，就是它们搭载的超级电容器。
中科院山西煤化所的中试车间内，年产300万法拉的超级电容器正在生产。细节决定成败，制浆是第一道生产工序，从配比到加料顺序再到混料时间，每一个环节的微小误差，都可能造成整批产品不达标。15道工艺流程，上百个关键控制参数，每一个技术员都练就了“眼睛就是尺”的绝技。经过浆料制备、极片成型、卷绕封装、性能测试等工序，不同规格的超级电容器如期下线。
“从材料、器件到工艺流程都是我们自主研发设计的，这批货马上要发给电网企业挂机测试，目前年产百万法拉的中试线已经不能满足客户的需求了。”中科院山西煤化所副研究员苏方远介绍。
中国超级电容产业联盟副理事长、中科院山西煤化所研究员陈成猛认为：“超级电容器典型的特点是具有更高功率密度，这决定了它可以更快速充放电，仅需几十秒至一分钟。它的循环寿命也很长，例如把它装在新能源汽车上，10年后这个车报废了，但超级电容器拆下来，装在其他新能源汽车上还能使用。”

2、性能优越 规模应用
超级电容器产业发展受到高度重视
据了解，超级电容器和普通电池之间存在互补关系：能量密度方面，普通电池更胜一筹，而超级电容器是短板；在功率密度方面，普通电池有不足之处，但超级电容器从循环寿命、安全性、耐候性来看是长处。
所以在很多应用场景下，普通电池和超级电容器会被组成混合模组，比如说电动汽车需要加速，或者在下坡的时候，自动能量回收由超级电容器来工作，当在平稳区域续航状态下的时候，用普通电池作为驱动的电源，它们之间可以良好匹配。
目前，世界上许多国家都在积极开展超级电容器相关的研究开发工作，随着我国对新能源产业政策扶持力度的加大，超级电容器产业的发展近年来也受到了高度重视。
值得关注的是，中国生产厂商技术的完善和规模化效应逐渐体现，让越来越多国产超级电容器走向规模化应用。陈成猛认为：“中国是一个比较大的市场，应用的需求牵引力比较强，在这种带动下，国内涌现出的一系列超级电容器骨干企业，逐步从二线转入一线，目前中国应该是和国际处于并跑状态，相信未来我们有能力可以逐步实现领跑。”

3、协同创新 技术突破
促进超级电容器产业高质量发展
“超级电容器里电极材料90%以上都是碳材料，在碳材料领域的研究方面，山西煤化所很有权威，而且目前已经具备了产业化能力，我们希望通过材料器件协同创新，能够突破超级电容器的关键技术，促进整个产业的高质量发展。”王振兵说出研究超级电容器的优势所在。
料要成材，材要成器，器要好用。中科院山西煤化所的超级电容器项目，就是沿着这样的路径走过来的，从料到材再到器，石墨烯基超级电容器不仅实现了好用，而且已经在电网企业挂机测试。
超级电容器具有长寿命、免维护、大电流输出能力强等优点，更换超级电容器后的配电自动化终端维护成本低，电网自愈可靠性更高。
陈成猛认为：“从整个全产业链角度，要构建一个闭环的生态。中科院山西煤化所和美锦能源合作开发的生物制剂电容炭，已经在清徐落地转化了，依托这个自主可控的材料，下一步再把超级电容器规模化生产，能够在山西落地，进一步延链、补链、强链。这样，我们有了核心材料、超级电容器和核心用户，在一个好的生态内，就可以实现良性、健康、高质量发展。”

四、世界上首款使用 “ 超级电容器 ” 的混动跑车：兰博基尼 Sián

兰博基尼前不久发售了一辆电混动汽车名叫 Sián，该车搭载了最新的“超级电容器”技术。兰博基尼的新能源汽车，不是纯电车，而是一辆混动车，一辆装着 6.5 升 V12 发动机的混动跑车，名叫 Sián。Sián 来自博洛尼亚语，这个词的意思是：一道闪电。
最大功率能达到 819 匹马力，最高时速超过 350 公里每小时，0 百加速只需 2.8 秒。这辆主要动力还是烧油的混动车，2.8 的零百加速，跟马斯克嘴里天天喊但是依然还没量产的动力上千匹的 Roadster 就差 0.7 秒，成功跻身两秒俱乐部。
兰博基尼是世界上第一辆使用 “ 超级电容器 ” 的混动跑车，同样是 6.5升的 V12(参数|图片) ，法拉利 812(参数|图片) GTS 的零百加速要 3 秒。之所以兰博基尼能达到这个速度，很大的原因就是因为Supercapacitor 超级电容器。
车辆制动时，就会为超级电容器快速储能，你一脚油门踩下去，超级电容器会把刹车时储存的能量瞬间释放，快速提升电机扭矩。这样在起步的时候就能做到一个秒加速的作用，也不浪费制动时的时间。

五、超级电容器行业发展趋势

1、薄膜电容将逐渐取代铝电解电容
以风力发电、太阳能发电、电动汽车为代表的新能源市场日益繁荣，极大地拉动了电容器的市场需求。薄膜电容在新能源领域的应用开发使得行业迎来新的产业机遇。随着薄膜电容技术的不断发展，其耐高电压、滤波能力强、寿命长、使用温度范围宽、能在恶劣的环境下工作等优点特别适合在新能源领域的应用，因而越来越受到新能源行业的关注。
薄膜电容在风力发电、太阳能发电领域的应用主要在电力设备变频、电流变换、电源控制、功率矫正等方面。以前基本上都是使用铝电解电容为主，但薄膜电容在这个领域的优势越来越明显。
随着薄膜电容价格的下降，在风能、光伏发电领域，薄膜电容取代铝电解电容将是未来的发展趋势。同时，变频技术应用领域不断推广，通讯设备更新换代周期缩短，多重利好因素作用下，高端电容器市场迅速发展。

2、可在解决电动汽车充电问题上发挥重要作用
随着汽车技术的发展及环保政策趋严，新能源汽车得到迅速发展，市场需求量不断扩大。但电动汽车实际应用的充电问题一直得不到解决，仍然存在充电桩数量不足、布局不合理、维护不到位、老旧小区建桩难等问题。现阶段公众在选择纯电动汽车和传统能源汽车产品消费时，充电的便捷程度（包括充电桩分布位置和充电所需时间）是重点关注方向。
由于充电设施前期投入较大，充电设施企业运营盈利差，市场化的参与单位参与意愿低，使得充电设施配套少。其次电动车平均每次充电需要一到三个小时，且电池需要做专门的定期维护，使用3-5年后还需更换新电池，更新费用较高，这些条件严重制约了电动汽车的实际推广和应用。
超级电容器可在解决电动汽车充电问题上发挥重要作用，超级电容器具备功率密度大，充放电速度快，瞬间输出功率大的优势，不仅可在汽车启动的时候为汽车提供峰值电流，为瞬间大负荷的工作提供充足的能源保障，而且也可以达到降低燃油成本、降低排放、提高汽车性能的效果。
因此，将超级电容器是一种理想的电动汽车储能设备。如再将普通的储能电池和超级电容器组合成混合储能单元，结合两者优势，必将大大提升超级电容器在电动汽车的应用优势。