超级电容器：制造、应用及未来趋势

超级电容器：制造、应用及未来趋势

      当前，储能系统在不同领域内扮演着越来越重要的角色，比较典型的领域如电动交通工具、电力系统等领域。在这种背景下，超级电容器作为一种储能技术，具有功率密度高、免维护、寿命长等优异性能成为学术界和产业界关注的热点。近几年来，超级电容器技术进步较快，尤其在学术界不断有新的技术突破见诸报道，在学术界支撑下，产业界在生产制造和应用端也取得了较大进展。

对此，储能联盟研究部对超级电容器研究现状和应用情况进行了追踪，并根据市场应用情况，对超级电容器未来发展趋势进行预测分析。

超级电容器的基本原理及分类以及超级电容器电化学性能。超级电容器的制造、应用及未来趋势。 

 超级电容器的制造及应用

        与传统的电化学储能技术相比，超级电容器具有高输出功率、快速响应、免维护、长寿命、较宽的工作温度等优点，可以满足多个领域要求，目前市场规模及应用领域在不断增长。本小节将从超级电容器生产制造、市场上典型产品特点介绍、并根据应用领域不同介绍超级电容器市场应用现状。

一、超级电容器生产制造基础知识

       超级电容器主要由电极、电解质、隔膜、集流体等部分构成，电极的主要作用是存储能量，隔膜的主要作用是阻止电容器内部电子短路，集流体用于汇集电流并承载电极活性物质。对于超级电容器而言，电极活性物质在集流体表面的附着厚度以及相关工艺将极大的影响超级电容器的性能，是电容器制作的关键。

两种不同外形的超级电容器示意图：

（a）圆柱形卷芯极组

（b）圆柱形超级电容器

（c）软包装超级电容器

  (e)叠片型号超级电容器

       大多数商业化的超级电容器呈圆柱形状，超级电容器主要由两个附着在铝集流体活性物质的电极卷绕而成，其中隔膜位于两电极之间，防止形成电子短路，正负极输出端分别位于卷芯绕组的上下两端。当卷绕完成后，将制作好的卷芯绕组置于硬壳中，正负输出端与外壳相连，并注入电解质进行密封，以防杂质对电解质和活性物质造成污染

     圆柱形超级电容器生产自动化水平较高，产品制造成本较低，可以满足不同领域应用。这类超级电容器的主要缺点是散热性能较差，电容器在大功率充放电时，内部快速产生大量的热，无法及时通过较厚的电极层进行散热。尽管超级电容器的效率较高、功率损耗比例较低，但温度仍然是限制产品实现超高功率充放电的重要因素。