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。根据储能机理的不同，超级电容器可分为双电层电容器和赝电容器。

超级电容器的分类

来源：沙利文研究院绘制

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。

超级电容器的基础结构

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正极：电源中电位（电势）较高的一端，与负极相对。

负极：电源中电位（电势）较低的一端，与正极相对。

隔膜：是电解反应时用以将正负两极分开，防止它们在电解池中直接反应而损失能量的一层薄膜。

电解液：是电解电容中使用的介质（有一定的腐蚀性），为其正常工作提供离子。

在双电层电容器中，电荷在近表面的区域聚集，吸引了电解液中的正负离子，因而电极和电解质间形成静电场用以储能。由于在两极均各有一层正负电荷对，故称之为双电层电容器。与铅酸蓄电池、锂电池相比，双电层电容器的储能反应是高度可逆的物理吸附，循环稳定性极好，具有功率密度高，充放电速度极快，能量转换效率高，使用寿命长，温度工作性能强大，安全系数高等特点，但由于吸附的电荷有限，能量密度并不高。

经过三十多年发展，超级电容器行业正式步入规范化生产阶段

超级电容器的研发最早可以追溯到1962年，美国标准石油公司（SOHIO）制作出一种工作电压为6V，以碳材料为电极的电容器。随后在1970年，该公司又开发出非水电解液多孔碳超级电容器。1971年后金属氧化物或氮化物开始被作为电化学电容器电极活性物质。1979年日本将开发出的超级电容器应用于电动汽车的电池启动系统，开启了电化学电容器的首次商业应用。

中国对超级电容器的研究始于上世纪80年代，最早由高等院校和研究机构对超级电容器展开技术攻关。经过三十多年的不断尝试，中国的科研人员在电极材料与电解液研究领域取得了丰硕的研究成果。2005年中国制订了《超级电容器技术标准》，填补了中国超级电容器行业标准的历史空白。同年，中国科学院电工所完成了用于光伏发电系统的超级电容器储能系统的研究开发工作。2006年，首条超级电容器公交线路在上海投入商业化运营，也是在这一年，超级电容器作为储能装置在轮胎式集装箱龙门起重机上的应用取得了良好效果。之后几年，中国研制的超级电容器成功应用在大型场馆、交通枢纽等场地的照明系统，可用于智能电网的大功率超级电容器也被研制出来。2016年工信部发布了中国首项超级电容器基础标准《超级电容器分类及型号命名方法》，这标志着超级电容器设备正式步入规范化生产阶段。2017年中国国家科技部正式将“基于超级电容器的大容量储能体系及应用”列入国家重点基础研究发展规划（简称973规划）。

得益于下游行业的快速发展，超级电容器市场潜在规模巨大

汽车与风电是超级电容器两大重要的应用领域。由于环境污染和能源短缺日益严重，超级电容器在有轨电车、电动汽车与混合动力汽车等领域得到了越来越多的应用。在有轨电车行使过程中，超级电容器可以吸收列车制动时产生的能量，避免了大量电能的浪费，最多可回收80%的能量，能量利用效率高。

超级电容器在电动汽车与混合动力汽车的启停系统中也能起到关键作用。纯电动汽车在启动的瞬间会产生巨大的电流，对汽车蓄电池造成的损害很大。而超级电容器峰值功率大，能够在瞬间释放强大的电流，降低制动能耗。超级电容器还可以被用作电动汽车的辅助电源，能够有效延长电池的使用寿命。

风力发电是超级电容器应用的重要领域。风机的发电效率高度依赖风机控制系统。相比其他储能方式，超级电容器作为风机控制系统的电源具备几大优势：①功率密度高，具备较高的输出功率，可以快速响应风力的变化；②使用寿命长，工作温度区间大，能适应极端严寒或酷暑天气，维护成本较低。尤其在维护成本高、难度高的海上风电站优势更加明显；③能有效地提高风机输出的电能质量，由于自然界的风具有随机性和不稳定性，会对输出电压造成约10%的扰动，超级电容器可以快速响应风力的变化，在高电压时段储存电能，低电压时段释放电能，平滑地输出电压。

中国的有轨电车建设将迎来高峰，对于超级电容器的潜在需求潜力巨大。乘用车市场前景广泛，但超级电容器应用尚不普及，短期内市场有限，但未来有较大发展空间。风力发电装机量稳定提升，风电变桨用超级电容器市场将稳中有升。随着下游行业的快速发展和超级电容器渗透率的不断提升，中国超级电容器市场潜在规模巨大。

利好政策积极推动超级电容器行业快速发展

超级电容器作为一种新兴储能技术，其发展一直备受关注，中国政府为推动超级电容器行业的健康快速发展，陆续出台了多项鼓励政策。在2006年2月中国国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，超级电容器被列为国家能源领域长期发展规划中的重要一环。

随着环境污染日趋严重、环保压力加大，新能源领域的扶持政策逐渐增多，超级电容器作为一项绿色环保的储能技术受到了市场的关注。2015年3月中国交通部在《关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见》中提出重点推广应用插电式（含增程式）混合动力汽车、纯电动汽车，研究推广应用储能式超级电容汽车等其他新能源汽车，到2020年中国新能源城市公交车将达到20万辆，超级电容器在汽车领域的发展潜力巨大。2016年4月，中国工信部印发《工业强基2016专项行动实施方案》，首次将超级电容器列入扶持重点。2016年里关于促进储能发展的政策连续出台，储能行业的发展受到高度重视，大规模储能技术研究及产业化应用被上升到国家战略层面予以支持，进一步推进了储能行业的细分行业—超级电容器行业的发展。

超级电容器行业虽然一直保持高速发展的态势，但行业标准却亟待完善。2006年5月，中国工信部正式出台了《超级电容器分类及型号命名方法》与《超级电容器用充电器通用规范》，对规范超级电容器生产和质量控制、促进超级电容器产业发展起到积极的推进作用。2017年2月，超级电容器入选十三五《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。2018年11月，中国工信部正式发布了《超级电容器用有机电解液规范》，这是中国首个超级电容器材料标准，该标准完善了超级电容器标准体系，对超级电容器电解液行业的标准化、规范化提出了重要的指导意见，将进一步推动超级电容器在新能源等多领域市场的应用。

超级电容器行业相关鼓励发展政策

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能量密度相对较低，在电能储存方面与电池存在一定差距

与锂离子电池、镍氢电池等电池相比，超级电容器的能量密度比较低，尤其是在峰值功率下的能量密度更低，难以满足下游客户对高功率、高能量密度动力电池的迫切需求。在电能存储方面，超级电容器与电池之间存在较大差距。当前，中国性能较好的超级电容器能量密度为30Wh/kg而铅酸蓄电池的电池密度在60至110Wh/kg之间，锂电池的能量密度在100至265Wh/kg之间。这意味着存储相同的电量，超级电容器的体积要比电池大许多，在如新能源乘用车、通信基站备用电源等受空间限制大领域的应用受到了一定限制。超级电容器生产方还需通过改进制作工艺与技术、寻找其核心组成材料的方式，不断提高提高单位体积内的储能密度，如模组化设计、石墨烯材料应用。只有不断缩小在电能储存方面与电池的差距，超级电容器在下游的应用才能获得较大优势。

沙利文全球合伙人、全球市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出，随着中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受到高度重视，尤其是在新能源汽车中的应用。当前中国超级电容器制造商们的自主研发能力持续提高，与国外厂商差距正在不断缩小。超级电容器行业作为新兴行业，其发展壮大不仅需要企业不断加强自身的研发生产能力，还需要政府和行业协会的积极引导与大力支持，从而提升优质企业的综合实力，带动整个行业的快速发展。